DE102014102877B4

DE102014102877B4 - Method for setting up a magnet arrangement of a magnetron

Info

Publication number: DE102014102877B4
Application number: DE102014102877.5A
Authority: DE
Inventors: Volker Linss
Original assignee: Von Ardenne GmbH
Current assignee: Von Ardenne Asset GmbH and Co KG
Priority date: 2014-03-05
Filing date: 2014-03-05
Publication date: 2015-10-08
Anticipated expiration: 2034-03-06
Also published as: DE102014102877A1

Abstract

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Verfahren zum Einrichten einer Magnetanordnung eines Magnetrons Folgendes aufweisen: Ermitteln einer räumlichen Temperaturverteilung, welche sich für die Magnetanordnung und/oder die Kathode beim Betreiben des Magnetrons einstellt, Anpassen mehrerer Magnete der Magnetanordnung unter Berücksichtigung der räumlichen Temperaturverteilung, so dass eine räumliche Magnetfeldverteilung, welche die räumliche Temperaturverteilung berücksichtigt, über einer Oberfläche der Kathode bereitgestellt wird.According to various embodiments, a method for setting up a magnet arrangement of a magnetron may include: determining a spatial temperature distribution which adjusts for the magnet arrangement and / or the cathode during operation of the magnetron, adapting a plurality of magnets of the magnet arrangement taking into account the spatial temperature distribution, so that a spatial magnetic field distribution, which takes into account the spatial temperature distribution, is provided over a surface of the cathode.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einrichten einer Magnetanordnung eines Magnetrons.The invention relates to a method for setting up a magnet arrangement of a magnetron.

Im Allgemeinen kann ein Substrat mittels Kathodenzerstäubung (der sogenannten Sputter-Deposition) beschichtet werden. Ferner kann beim Magnetronsputtern der Zerstäubungsprozess (der Sputter-Prozess) mittels eines Magnetfelds unterstützt werden. Eine für die Kathodenzerstäubung (das Sputtern) verwendetet Kathode (ein sogenanntes Target) kann beispielsweise eine zu zerstäubende Oberfläche aufweisen, welche während des Sputterns zu einem Prozessierbereich innerhalb einer Vakuumkammer freiliegen kann, so dass diese mittels eines in dem Prozessierbereich bereitgestellten Plasmas zerstäubt (abgesputtert) werden kann. Über oder auf der dem Prozessierbereich abgewandten Seite der Kathode kann eine Magnetanordnung bereitgestellt sein oder werden, mittels derer ein Magnetfeld über der zu zerstäubenden Oberfläche der Kathode erzeugt wird, welches den Sputter-Prozess beeinflusst. Eine Anordnung aus Kathode und Magnetanordnung kann beispielsweise ein Teil eines Magnetrons sein, wobei das Magnetron als ein längserstrecktes Planarmagnetron oder als Doppel-Planarmagnetron, als ein längserstrecktes Rohrmagnetron oder als ein längserstrecktes Doppelrohr-Magnetron eingerichtet sein kann, z. B. mit einer Länge von mehr als einem Meter. Herkömmlicherweise wird die Magnetanordnung für ein Magnetron derart eingerichtet (geshimmt), dass ein möglichst homogenes Magnetfeld entlang der Längserstreckung der Magnetanordnung und der Kathode bereitgestellt wird. Beim reaktiven Magnetronsputtern kann innerhalb des Prozessierbereichs, in welchen sich das zerstäubte Targetmaterial ausbreitet, ein Reaktivgas bereitgestellt sein oder werden, wobei das Reaktivgas mit dem zerstäubten Targetmaterial reagiert und eine Beschichtung auf einem Substrat bildet, z. B. kann ein Metall gesputtert werden und mittels Einleitens von Sauerstoff und/oder Stickstoff kann ein Metalloxid, ein Metallnitrid und/oder ein Metalloxinitrid auf einem Substrat abgeschieden werden. Im Allgemeinen können reaktive Sputterprozesses sehr stark von Schwankungen der Prozessparameter abhängen, so dass es schwierig sein kann, einen vordefinierten (kontrollierten) reaktiven Sputterprozesses bereitzustellen.In general, a substrate can be coated by means of cathode sputtering (so-called sputter deposition). Further, in magnetron sputtering, the sputtering process (the sputtering process) can be assisted by means of a magnetic field. For example, a cathode used for sputtering (a so-called target) may have a surface to be sputtered which may be exposed to a processing area within a vacuum chamber during sputtering so as to sputter (sputter) it by means of a plasma provided in the processing area. can be. Over or on the side of the cathode facing away from the processing area, a magnet arrangement can be or are provided by means of which a magnetic field is generated over the surface of the cathode to be sputtered, which influences the sputtering process. For example, an arrangement of cathode and magnet assembly may be part of a magnetron, where the magnetron may be configured as an elongated planar magnetron or as a double planar magnetron, as an elongate tubular magnetron, or as an elongate double tube magnetron, e.g. B. with a length of more than one meter. Conventionally, the magnet arrangement for a magnetron is set up (chamfered) such that the most homogeneous possible magnetic field is provided along the longitudinal extent of the magnet arrangement and the cathode. In reactive magnetron sputtering, a reactive gas may or may not be provided within the processing region in which the sputtered target material propagates, wherein the reactive gas reacts with the sputtered target material and forms a coating on a substrate, e.g. For example, a metal may be sputtered, and by introducing oxygen and / or nitrogen, a metal oxide, a metal nitride and / or a metal oxynitride may be deposited on a substrate. In general, reactive sputtering processes may very much depend on variations in process parameters, so that it may be difficult to provide a predefined (controlled) reactive sputtering process.

In US 2014/0 054 168 A1 ist eine Magnetanordnung für ein Magnetron beschrieben, wobei die Magnetanordnung eingerichtet ist, den Cross-Corner-Effekt zu reduzieren. Dabei wird die Magnetanordnung an den Endabschnitten des Trägers modifiziert, z. B. mittels speziell ausgestalteter Shim-Elemente bzw. einer entsprechenden Anordnung von mehreren Magneten.In US 2014/0 054 168 A1 a magnet assembly for a magnetron is described, wherein the magnet assembly is arranged to reduce the cross-corner effect. In this case, the magnet arrangement is modified at the end portions of the carrier, for. Example by means of specially designed shim elements or a corresponding arrangement of a plurality of magnets.

In US 5 865 970 A ist eine Magnetanordnung für ein Magnetron beschrieben, wobei die Magnetanordnung zwischen den Magnetreihen mit N-S-N-Konfiguration weitere Magnete aufweist zum Erzeugen eines entsprechenden Magnetfelds über dem zu zerstäubenden Targetmaterial.In US 5,865,970 A a magnet assembly for a magnetron is described, wherein the magnet assembly between the rows of magnets with NSN configuration further magnets for generating a corresponding magnetic field over the target material to be sputtered.

In US 2004/0 163 951 A1 ist eine Magnetanordnung für ein Planarmagnetron beschrieben, wobei die gesamte Magnetanordnung zum Erzeugen eines entsprechenden Magnetfelds über dem zu zerstäubenden Targetmaterial relativ zum Target verkippt werden kann. Ferner beschreibt diese Druckschrift eine Magnetanordnung, wobei die Magnete der Magnetanordnung abgeschrägte Flächen aufweisen, welche in Richtung des Targetmaterials gerichtet sind.In US 2004/0 163 951 A1 a magnet array for a planar magnetron is described, wherein the entire magnet assembly for generating a corresponding magnetic field over the target material to be atomized relative to the target can be tilted. Furthermore, this document describes a magnet arrangement, wherein the magnets of the magnet arrangement have beveled surfaces, which are directed in the direction of the target material.

In US 6 228 236 B1 ist eine Magnetanordnung für ein Planarmagnetron beschrieben, wobei die Magnete der Magnetanordnung eine spezielle räumliche Anordnung in der Ebene aufweisen zum Erzeugen eines entsprechenden Magnetfelds über dem zu zerstäubenden Targetmaterial.In US 6,228,236 B1 For example, a magnet array for a planar magnetron is described wherein the magnets of the magnet array have a particular in-plane spatial arrangement for generating a corresponding magnetic field over the target material to be sputtered.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird eine Magnetanordnung für ein Magnetron bereitgestellt, wobei die Magnetanordnung entlang dessen Längsrichtung eine inhomogene Magnetfeldverteilung (quer zur Längsrichtung) aufweist oder wobei die Magnetanordnung ein Magnetfeld mit einem Magnetfeldgradienten entlang der Längsrichtung der Magnetanordnung aufweist. Anschaulich wurde beispielsweise erkannt, dass die Kathode und/oder die Magnetanordnung (das Magnetron) beim Sputtern (beispielsweise bei hohen Leistungen) keine einheitliche Temperatur aufweisen, sondern einen Temperaturgradienten entlang der Längsrichtung der Kathode und/oder der Magnetanordnung. Die Stärke des Magnetfeldes der Magneten kann ihrerseits eine Funktion der Temperatur sein. Dabei kann der Temperaturgradient von der Gesamtleistung des Sputterprozesses (z. B. geregelt mittels eines Generators, welcher die Leistung zwischen Anode und Kathode bereitstellt) und/oder von der lokalen Leistungsdichte entlang der Kathode beeinflusst werden. Die Gesamtleistung und/oder die lokale Leistungsdichte können beispielsweise wiederum von der bereitgestellten Reaktivgasmenge, dem Reaktivgas-Partialdruck und/oder der räumlichen Verteilung des Reaktivgases in dem Prozessierbereich (oder an der Kathode) beeinflusst werden, wobei ferner auch der Reaktivgasverbrauch wiederum einen Einfluss auf die Sputterleistung haben kann. Ferner können sich weitere wesentliche Einflüsse auf das reaktive Sputtern anhand der Kühlmittelführung (z. B. die Kühlmitteltemperatur und/oder der Kühlmittelfluss) innerhalb des Magnetrons zum Kühlen der Kathode und/oder der Magnetanordnung ergeben. Anschaulich ergibt sich beim reaktiven Sputtern ein komplex miteinander korrelierter Parametersatz (Betriebsparametersatz oder Satz an Kenngrößen), so dass der Betriebspunkt einer reaktiven Sputter-Beschichtungsanlage nur schwierig zu kontrollieren oder zu regeln sein kann.According to various embodiments, a magnet arrangement is provided for a magnetron, the magnet arrangement having an inhomogeneous magnetic field distribution (transverse to the longitudinal direction) along its longitudinal direction or the magnet arrangement having a magnetic field with a magnetic field gradient along the longitudinal direction of the magnet arrangement. Illustratively, it has been recognized, for example, that the cathode and / or the magnet arrangement (the magnetron) during sputtering (for example, at high powers) have no uniform temperature, but a temperature gradient along the longitudinal direction of the cathode and / or the magnet assembly. The strength of the magnetic field of the magnets, in turn, can be a function of temperature. In this case, the temperature gradient may be influenced by the total power of the sputtering process (eg regulated by means of a generator which provides the power between anode and cathode) and / or by the local power density along the cathode. The total power and / or the local power density can, for example, in turn be influenced by the amount of reactive gas supplied, the reactive gas partial pressure and / or the spatial distribution of the reactive gas in the processing area (or at the cathode), wherein, in addition, the reactive gas consumption in turn has an influence on the Can have sputtering power. Furthermore, further substantial influences on the reactive sputtering can result from the coolant guidance (eg the coolant temperature and / or the coolant flow) within the magnetron for cooling the cathode and / or the magnet arrangement. Clearly, the reactive sputtering results in a complex correlated parameter set (operating parameter set or set of parameters), so that the operating point of a reactive sputter coating system can be difficult to control or regulate.

Ferner wurde erkannt, dass eine Schwankung der Temperatur der Magnetanordnung (oder der jeweiligen Magnete der Magnetanordnung) von wenigen Kelvin dazu führen kann, dass sich der Betriebspunkt des Magnetrons verschiebt, so dass während des reaktiven Sputterprozesses Schichten abgeschieden werden, deren Schichteigenschaften von den vorgegebenen Schichteigenschaften abweichen können.Furthermore, it has been recognized that a variation in the temperature of the magnet assembly (or the respective magnets of the magnet assembly) of a few Kelvin can cause the operating point of the magnetron to shift so that layers are deposited during the reactive sputtering process whose layer properties are different from the given layer properties may differ.

Ein Aspekt verschiedener Ausführungsformen kann anschaulich darin gesehen werden, einen Temperaturgradienten entlang der Kathode und/oder der Magnetanordnung auszugleichen, indem die Magnetanordnung entsprechend dem Temperaturgradienten angepasst wird. Somit können beispielsweise Einflüsse auf den reaktiven Sputterprozess reduziert werden, welche aufgrund einer ungleichmäßigen Verteilung der Temperatur der Kathode und/oder der Magnetanordnung verursacht werden. Anschaulich wurde erkannt, dass ein Temperaturgradient in der Kathode und/oder in der Magnetanordnung mittels eines Magnetfeld-Gradientens in dem mittels der Magnetanordnung bereitgestellten Magnetfeld kompensiert werden kann.One aspect of various embodiments can be seen illustratively in compensating for a temperature gradient along the cathode and / or the magnet assembly by adjusting the magnet assembly according to the temperature gradient. Thus, for example, influences on the reactive sputtering process caused due to uneven distribution of the temperature of the cathode and / or the magnet assembly can be reduced. Clearly, it has been recognized that a temperature gradient in the cathode and / or in the magnet arrangement can be compensated by means of a magnetic field gradient in the magnetic field provided by the magnet arrangement.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Verfahren zum Einrichten einer Magnetanordnung eines Magnetrons Folgendes aufweisen: Ermitteln einer räumlichen Temperaturverteilung, welche sich für die Magnetanordnung und/oder die Kathode beim Betreiben des Magnetrons einstellt, und Anpassen mehrerer Magnete der Magnetanordnung unter Berücksichtigung der räumlichen Temperaturverteilung, so dass eine räumliche Magnetfeldverteilung, welche die räumliche Temperaturverteilung berücksichtigt, über einer Oberfläche der Kathode bereitgestellt wird.According to various embodiments, a method for setting up a magnet arrangement of a magnetron may comprise determining a spatial temperature distribution which adjusts for the magnet arrangement and / or the cathode during operation of the magnetron, and adapting a plurality of magnets of the magnet arrangement taking into account the spatial temperature distribution, such that a spatial magnetic field distribution, which takes into account the spatial temperature distribution, is provided over a surface of the cathode.

Ferner kann das Ermitteln der räumlichen Temperaturverteilung aufweisen: Ermitteln einer ersten Temperatur, die sich beim Betreiben des Magnetrons in einem ersten Bereich der Magnetanordnung und/oder der Kathode einstellt, und Ermitteln einer zweiten Temperatur, die sich beim Betreiben des Magnetrons in einem zweiten Bereich der Magnetanordnung und/oder der Kathode einstellt, wobei der erste Bereich einen Abstand zum zweiten Bereich aufweist und wobei die erste Temperatur von der zweiten Temperatur verschieden ist.In addition, determining the spatial temperature distribution may comprise determining a first temperature which occurs when the magnetron is operated in a first region of the magnet arrangement and / or the cathode, and determining a second temperature which results when the magnetron is operated in a second region Magnetic arrangement and / or the cathode adjusts, wherein the first region has a distance from the second region and wherein the first temperature is different from the second temperature.

Ferner kann das Ermitteln der räumlichen Temperaturverteilung das Ermitteln eines Temperaturgradienten aufweisen.Furthermore, determining the spatial temperature distribution may include determining a temperature gradient.

Ferner kann das Anpassen der Magnetanordnung, beispielsweise zum Ausgleichen eines diese Druckschrift eine dass das mittels der Magnetanordnung erzeugte Magnetfeld über der Oberfläche der Kathode einen entsprechenden zum Temperaturgradienten gleichgerichteten Magnetfeldgradienten aufweist. Somit kann beim Betrieb des Magnetrons eine räumlich entlang einer Richtung ansteigende Temperatur dadurch kompensiert werden, dass eine Magnetanordnung für den Betrieb derart bereitgestellt wird, dass diese ein in die gleiche Richtung ansteigendes Magnetfeld bei Raumtemperatur oder bei einer konstanten Umgebungstemperatur bereitstellt. Somit kann das bereitgestellte ansteigende Magnetfeld der Magnetanordnung beim Betrieb des Magnetrons aufgrund der räumlichen Temperaturverteilung (des Temperaturgradientens) derart kompensiert werden, dass das mittels der Magnetanordnung während des Betriebs des Magnetrons bereitgestellte Magnetfeld über einer Oberfläche der Kathode entlang der Richtung homogen verteilt ist. Anschaulich kann die Magnetanordnung des Magnetrons angepasst werden, wenn das Magnetron nicht in Betrieb ist, wobei allerdings bei diesem Anpassen der Magnetanordnung ein Temperaturzustand des Magnetrons beim Betrieb berücksichtigt wird, so dass beim Betrieb des Magnetrons das bereitgestellte Magnetfeld einer vordefinierten Magnetfeldverteilung entspricht.Furthermore, the adaptation of the magnet arrangement, for example for compensating for this publication, may include a magnetic field gradient which is rectified in relation to the temperature gradient over the surface of the cathode by means of the magnetic field generated by the magnet arrangement. Thus, during operation of the magnetron, a temperature increasing spatially along a direction may be compensated for by providing a magnet assembly for operation such that it provides a magnetic field increasing in the same direction at room temperature or at a constant ambient temperature. Thus, in the operation of the magnetron, due to the spatial temperature distribution (of the temperature gradient), the provided magnetic field of the magnetic arrangement can be compensated so that the magnetic field provided by the magnet arrangement during operation of the magnetron is homogeneously distributed over a surface of the cathode along the direction. Clearly, the magnet arrangement of the magnetron can be adapted when the magnetron is not in operation, although in this adjustment of the magnet arrangement a temperature state of the magnetron is taken into account during operation, so that during operation of the magnetron the provided magnetic field corresponds to a predefined magnetic field distribution.

Alternativ kann die Magnetanordnung auch während des Betriebs des Magnetrons angepasst werden.Alternatively, the magnet arrangement can also be adapted during the operation of the magnetron.

Das Anpassen der mehreren Magnete kann beispielsweise aufweisen: für mindestens einen der mehreren Magnete das Verändern dessen Magnetisierung. Das Anpassen der mehreren Magnete kann ferner beispielsweise aufweisen: für mindestens einen der mehreren Magnete das Verändern dessen Position und/oder dessen Ausrichtung relativ zu der (zu zerstäubenden) Oberfläche der Kathode.The adaptation of the plurality of magnets may include, for example: for at least one of the plurality of magnets, varying the magnetization thereof. The adjustment of the plurality of magnets may further include, for example, for at least one of the plurality of magnets, altering its position and / or orientation relative to the surface (to be sputtered) of the cathode.

Ferner kann das Anpassen dadurch erfolgen, dass jeweils in einem ersten Bereich der Magnetanordnung, in welchem sich beim Betrieb des Magnetrons eine größere Temperatur einstellt, ein Magnet mit einer größeren Magnetisierung angeordnet ist, als in einem zweiten Bereich der Magnetanordnung, in welchem sich beim Betrieb des Magnetrons eine geringere Temperatur einstellt.Further, the adaptation can be carried out in that in each case in a first region of the magnet arrangement, in which a larger temperature sets during operation of the magnetron, a magnet is arranged with a larger magnetization, as in a second region of the magnet arrangement, in which Operation of the magnetron sets a lower temperature.

Ferner kann das Anpassen dadurch erfolgen, dass jeweils in einem ersten Bereich der Magnetanordnung, in welchem sich beim Betrieb des Magnetrons eine größere Temperatur einstellt, ein Magnet mit einem geringeren Abstand zu der Oberfläche der Kathode bereitgestellt wird, als in einem zweiten Bereich der Magnetanordnung, in welchem sich beim Betrieb des Magnetrons eine geringere Temperatur einstellt.Furthermore, the adaptation can take place in that in each case in a first region of the magnet arrangement, in which a larger temperature sets during operation of the magnetron, a magnet is provided with a smaller distance to the surface of the cathode than in a second region of the magnet arrangement, in which sets a lower temperature during operation of the magnetron.

Ferner kann das Anpassen dadurch erfolgen, dass die gesamte Magnetanordnung relativ zu der (zu zerstäubenden) Oberfläche der Kathode verkippt angeordnet ist oder wird.Further, the fitting may be done by tilting or placing the entire magnet assembly tilted relative to the surface (to be sputtered) of the cathode.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann an den beiden Endabschnitten der längserstreckten Magnetanordnung jeweils ein Bereich bereitgestellt sein oder werden, in welchem mehrere weitere Magnete entlang einer gekrümmten Bahn angeordnet sind, so dass die sogenannten Umkehrbereiche des Race-Tracks bereitgestellt werden können. Anschaulich kann die hierin beschriebene Magnetanordnung die linearen oder längserstreckten Bereiche eines Race-Tracks erzeugen.According to various embodiments, at each of the two end portions of the elongate magnet assembly, there may be provided an area in which a plurality of further magnets are arranged along a curved path, so that the so-called reverse regions of the race track may be provided. Illustratively, the magnet assembly described herein can create the linear or elongate regions of a race track.

Beispielsweise kann eine Magnetron-Anordnung Folgendes aufweisen: einen Träger, mehrere auf dem Träger angeordnete Magnete, wobei die mehreren Magnete derart eingerichtet und relativ zueinander entlang einer Richtung angeordnet sind, dass ein Magnetfeld über einer relativ zu dem Träger angeordneten Kathodenoberfläche eines Magnetrons bereitgestellt werden kann, wobei die mehreren Magnete jeweils voneinander verschiedene Magnetisierungen aufweisen, so dass das mittels der mehreren Magnete erzeugte Magnetfeld entlang der Richtung ansteigt.For example, a magnetron arrangement may comprise a carrier, a plurality of magnets arranged on the carrier, wherein the plurality of magnets are arranged and arranged relative to one another along a direction such that a magnetic field can be provided over a cathode surface of a magnetron arranged relative to the carrier wherein the plurality of magnets each have different magnetizations from each other so that the magnetic field generated by the plurality of magnets increases along the direction.

Ferner kann der Träger eine räumliche Ausdehnung entlang einer Längsrichtung in einem Bereich von ungefähr 1 m bis ungefähr 5 m aufweisen.Further, the carrier may have a spatial extent along a longitudinal direction in a range of about 1 m to about 5 m.

Ferner kann die jeweilige Magnetisierung der mehreren Magnete entlang der Längsrichtung des Trägers ansteigen.Furthermore, the respective magnetization of the plurality of magnets may increase along the longitudinal direction of the carrier.

Die jeweilige Magnetisierung der mehreren Magnete kann beispielsweise von einem Grundwert aus um mehr als ungefähr 0,15% ansteigen. Ferner kann beispielsweise die jeweilige Magnetisierung der mehreren Magnete von einem Grundwert aus um mehr als ungefähr 0,5% ansteigen. Ferner kann beispielsweise die jeweilige Magnetisierung der mehreren Magnete von einem Grundwert aus um mehr als ungefähr 0,5% ansteigen und um weniger als ungefähr 5%.The respective magnetization of the plurality of magnets may, for example, increase from a base value by more than about 0.15%. Further, for example, the respective magnetization of the plurality of magnets may increase from a base value by more than about 0.5%. Further, for example, the respective magnetization of the plurality of magnets may increase from a base value by more than about 0.5% and by less than about 5%.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Grundwert der mehreren Magnete entsprechend der ermittelten Temperaturen (z. B. der kleinsten Temperatur) angepasst werden.According to various embodiments, the base value of the plurality of magnets may be adjusted according to the determined temperatures (eg, the lowest temperature).

Ferner kann der Grundwert beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 1 mT bis ungefähr 1 T liegen. Ferner kann der Grundwert beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 50 mT bis ungefähr 500 mT liegen.Further, the basic value may be in a range of about 1 mT to about 1 T, for example. Further, the basic value may be, for example, in a range of about 50 mT to about 500 mT.

Ferner kann das Magnetron ein Rohrmagnetron sein und die Kathode kann entsprechend eine Rohrkathode sein. Ferner kann das Magnetron ein Doppel-Rohrmagnetron sein und mehrere (zwei) Rohrkathoden aufweisen.Further, the magnetron may be a tubular magnetron and the cathode may be a tubular cathode accordingly. Further, the magnetron may be a double-tube magnetron and have a plurality of (two) tube cathodes.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die hierin beschriebene Magnetron-Anordnung in einem reaktiven Magnetron-Sputterprozess verwendet werden.According to various embodiments, the magnetron arrangement described herein may be used in a reactive magnetron sputtering process.

Ferner kann mindestens ein erster Magnet der mehreren entlang der Längsrichtung des Trägers angeordneten Magnete eine erste Magnetisierung aufweisen und mindestens ein zweiter Magnet der mehreren entlang der Längsrichtung des Trägers angeordneten Magnete kann eine zweite Magnetisierung aufweisen, wobei ein Verhältnis der ersten Magnetisierung zur zweiten Magnetisierung größer als 1,0015 oder kleiner als 0,9985 ist (z. B. für Sm₂Co₁₇ Magnete und einer während des Betriebs auftretenden Temperaturdifferenz von ungefähr 5 K). Ferner kann das Verhältnis der ersten Magnetisierung zur zweiten Magnetisierung größer als 1,003 oder kleiner als 0,9970 sein (z. B. für Sm₂Co₁₇ Magnete und einer während des Betriebs auftretenden Temperaturdifferenz von ungefähr 10 K). Ferner kann das Verhältnis der ersten Magnetisierung zur zweiten Magnetisierung größer als 1,006 oder kleiner als 0,9940 sein (z. B. für Sm₂Co₁₇ Magnete und einer während des Betriebs auftretenden Temperaturdifferenz von ungefähr 20 K).Further, at least a first magnet of the plurality of magnets arranged along the longitudinal direction of the carrier may have a first magnetization, and at least a second magnet of the plurality of magnets arranged along the longitudinal direction of the carrier may have a second magnetization, wherein a ratio of the first magnetization to the second magnetization is greater than 1,0015 or less than 0.9985 (eg, for Sm ₂ Co ₁₇ magnets and a temperature difference of about 5 K occurring during operation). Further, the ratio of the first magnetization to the second magnetization may be greater than 1.003 or less than 0.9970 (eg, for Sm ₂ Co ₁₇ magnets and a temperature difference of approximately 10 K occurring during operation). Further, the ratio of the first magnetization to the second magnetization may be greater than 1.006 or less than 0.9940 (eg, for Sm ₂ Co ₁₇ magnets and a temperature difference of approximately 20 K occurring during operation).

Ferner kann mindestens ein erster Magnet der mehreren entlang der Längsrichtung des Trägers angeordneten Magnete eine erste Magnetisierung aufweisen und mindestens ein zweiter Magnet der mehreren entlang der Längsrichtung des Trägers angeordneten Magnete kann eine zweite Magnetisierung aufweisen, wobei ein Verhältnis der ersten Magnetisierung zur zweiten Magnetisierung größer als 1,01 oder kleiner als 0,99 ist (z. B. für NdFeB Magnete und einer während des Betriebs auftretenden Temperaturdifferenz zwischen dem ersten und zweiten Magneten von ungefähr 10 K). Ferner kann das Verhältnis der ersten Magnetisierung zur zweiten Magnetisierung größer als 1,03 oder kleiner als 0,97 sein (z. B. für NdFeB Magnete und einer während des Betriebs auftretenden Temperaturdifferenz zwischen dem ersten und zweiten Magneten von ungefähr 20 K). Ferner kann das Verhältnis der ersten Magnetisierung zur zweiten Magnetisierung größer als 1,015 oder kleiner als 0,985 sein (z. B. für NdFeB Magnete und einer während des Betriebs auftretenden Temperaturdifferenz zwischen dem ersten und zweiten Magneten von ungefähr 5 K).Further, at least a first magnet of the plurality of magnets arranged along the longitudinal direction of the carrier may have a first magnetization, and at least a second magnet of the plurality of magnets arranged along the longitudinal direction of the carrier may have a second magnetization, wherein a ratio of the first magnetization to the second magnetization is greater than 1.01 or less than 0.99 (eg, for NdFeB magnets and a temperature difference between the first and second magnets during operation of about 10 K). Further, the ratio of the first magnetization to the second magnetization may be greater than 1.03 or less than 0.97 (eg, for NdFeB magnets and a temperature difference between the first and second magnets of approximately 20 K occurring during operation). Further, the ratio of the first magnetization to the second magnetization may be greater than 1.015 or less than 0.985 (eg, for NdFeB magnets and a temperature difference between the first and second magnets of approximately 5 K occurring during operation).

Ferner kann das Verhältnis der ersten Magnetisierung zur zweiten Magnetisierung in einem Bereich von ungefähr 0,9 bis ungefähr 1,1 liegen, z. B. in einem Bereich von ungefähr 0,95 bis ungefähr 1,05.Further, the ratio of the first magnetization to the second magnetization may be in a range of about 0.9 to about 1.1, e.g. In a range of about 0.95 to about 1.05.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann anschaulich beim Anpassen der Magnete die Art der Magnete (das Material der Magnete und/oder die Form und Größe der Magnete) berücksichtigt werden. Dabei kann beispielsweise ein materialspezifischer Temperaturkoeffizient berücksichtigt sein oder werden, welcher die Abhängigkeit der Magnetisierung von der Temperatur beschreibt. Der materialspezifische Temperaturkoeffizient kann beispielsweise für NdFeB (in einem Temperaturbereich von ungefähr 20°C bis ungefähr 100°C) ungefähr –0,1%/K sein. Der materialspezifische Temperaturkoeffizient kann beispielsweise für Sm_xCo_y Magnete (z. B. Sm₂Co₁₇ Magnete) (in einem Temperaturbereich von ungefähr 20°C bis ungefähr 100°C) ungefähr –0,03%/K sein.According to various embodiments, the type of magnets (the material of the magnets and / or the shape and size of the magnets) may illustratively be taken into account when adjusting the magnets. In this case, for example, a material-specific temperature coefficient can be considered or be described, which describes the dependence of the magnetization of the temperature. For example, for NdFeB (in a temperature range of about 20 ° C to about 100 ° C), the material-specific temperature coefficient may be about -0.1% / K. For example, the material specific temperature coefficient for Sm _x Co _y magnets (eg, Sm ₂ Co ₁₇ magnets) (in a temperature range of about 20 ° C to about 100 ° C) may be about -0.03% / K.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die mehreren Magnete der Magnetanordnung Selten-Erd-Magnete sein, d. h. mindestens ein Element der seltenen Erden aufweisen.According to various embodiments, the plurality of magnets of the magnet assembly may be rare earth magnets, i. H. have at least one element of rare earths.

Beispielsweise kann eine Magnetron-Anordnung Folgendes aufweisen: einen Träger, mehrere auf dem Träger angeordnete Magnete, wobei eine erste Menge der mehreren Magnete entlang einer ersten Richtung angeordnet ist, und wobei mindestens eine zweite Menge der mehreren Magnete entlang mindestens einer zweiten Richtung angeordnet ist, so dass ein Magnetfeld über einer relativ zu dem Träger angeordneten Kathodenoberfläche einer Kathode bereitgestellt werden kann, wobei die erste Richtung in einem Winkel zu der zweiten Richtung verläuft. Damit kann das über der Kathodenoberfläche erzeugte Magnetfeld einen Gradienten in der Feldstärke entlang der ersten Richtung aufweisen.For example, a magnetron assembly may include a carrier, a plurality of magnets disposed on the carrier, wherein a first set of the plurality of magnets is disposed along a first direction, and wherein at least a second set of the plurality of magnets is disposed along at least one second direction; such that a magnetic field can be provided over a cathode surface of a cathode arranged relative to the carrier, wherein the first direction extends at an angle to the second direction. Thus, the magnetic field generated across the cathode surface may have a gradient in field strength along the first direction.

Ferner kann der Winkel zwischen der ersten Richtung und der mindestens einen zweiten Richtung in einem Bereich von ungefähr 0,05° bis ungefähr 10° liegen.Further, the angle between the first direction and the at least one second direction may be in a range of about 0.05 ° to about 10 °.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.Embodiments of the invention are illustrated in the figures and are explained in more detail below.

Es zeigenShow it

1A zeigt einen Zusammenhang zwischen der Brennspannung beim reaktiven Sputtern und dem spezifischen elektrischen Widerstand einer entsprechend unter den Betriebsparametern hergestellten Schicht mit zunehmender Nutzungsdauer des Targets, gemäß verschiedenen Ausführungsformen; 1A shows a relationship between the burning voltage during reactive sputtering and the resistivity of a layer produced according to the operating parameters with increasing useful life of the target, according to various embodiments;

1B zeigt einen Zusammenhang zwischen der Brennspannung beim reaktiven Sputtern und dem spezifischen elektrischen Widerstand einer entsprechend unter den Betriebsparametern hergestellten Schicht unter Verwendung unterschiedlicher Kühlwassertemperaturen, gemäß verschiedenen Ausführungsformen; 1B shows a relationship between the burning voltage during reactive sputtering and the resistivity of a layer produced according to the operating parameters using different cooling water temperatures, according to various embodiments;

1C zeigt eine Skalierung der in 1A und 1B gezeigten Messdaten unter Verwendung eines Verschiebens der Brennspannung um einen Wert (Offset) als Skalierungsvorschrift, gemäß verschiedenen Ausführungsformen; 1C shows a scale of in 1A and 1B shown measurement data using a shift of the burning voltage by a value (offset) as a scaling rule, according to various embodiments;

2 zeigt ein Verfahren zum Einrichten einer Magnetanordnung eines Magnetrons in einem schematischen Ablaufdiagramm, gemäß verschiedenen Ausführungsformen; 2 shows a method for setting up a magnet arrangement of a magnetron in a schematic flow diagram, according to various embodiments;

3A bis 3E zeigen jeweils eine Magnetanordnung oder eine Magnetron-Anordnung in einer schematischen Ansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen; 3A to 3E each show a magnet arrangement or a magnetron arrangement in a schematic view, according to various embodiments;

4 zeigt Details einer Magnetron-Anordnung und eines Verfahrens zum Einrichten einer Magnetanordnung eines Magnetrons in einer schematischen Ansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen; und 4 shows details of a magnetron arrangement and a method for setting up a magnet arrangement of a magnetron in a schematic view, according to various embodiments; and

5 zeigt eine Magnetanordnung oder eine Magnetron-Anordnung in einer schematischen Ansicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen. 5 shows a magnet assembly or a magnetron arrangement in a schematic view, according to various embodiments.

In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa „oben”, „unten”, „vorne”, „hinten”, „vorderes”, „hinteres”, usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur(en) verwendet. Da Komponenten von Ausführungsformen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.In the following detailed description, reference is made to the accompanying drawings, which form a part hereof, and in which is shown by way of illustration specific embodiments in which the invention may be practiced. In this regard, directional terminology such as "top", "bottom", "front", "back", "front", "rear", etc. is used with reference to the orientation of the described figure (s). Because components of embodiments can be positioned in a number of different orientations, the directional terminology is illustrative and is in no way limiting. It should be understood that other embodiments may be utilized and structural or logical changes may be made without departing from the scope of the present invention. It should be understood that the features of the various exemplary embodiments described herein may be combined with each other unless specifically stated otherwise. The following detailed description is therefore not to be construed in a limiting sense, and the scope of the present invention is defined by the appended claims.

Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe ”verbunden”, ”angeschlossen” sowie ”gekoppelt” verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung, eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.As used herein, the terms "connected," "connected," and "coupled" are used to describe both direct and indirect connection, direct or indirect connection, and direct or indirect coupling. In the figures, identical or similar elements are provided with identical reference numerals, as appropriate.

Beim reaktiven Sputtern kann das Beschichten eines Substrats (oder Trägers) mit einer Schicht (Beschichtung), welche die entsprechenden Schichteigenschaften aufweist, dadurch erfolgen, dass die Sputteranordnung in einen Betriebspunkt oder Betriebszustand gebracht und/oder in einem Betriebspunkt gehalten wird. Der Betriebspunkt kann die notwendigen Betriebsparameter der Sputteranordnung festlegen (z. B. eine Substrat-Transportgeschwindigkeit, eine Target-Rotationsgeschwindigkeit, Generatorgrößen, einen Gasdruck, Materialien, usw.), so dass eine entsprechende Schicht mit den jeweils gewünschten oder benötigten Eigenschaften oder den Eigenschaften nach einer Vorgabe (z. B. spez. elektrischer Widerstand der Schicht, chemische Zusammensetzung der Schicht, Schichtdickenverteilung der Schicht auf der Oberfläche des Substrats, optische Eigenschaften der Schicht, usw.) hergestellt werden kann. Dabei können Abweichungen des Sputter-Prozesses von einem Betriebspunkt global für den gesamten Sputterprozess und/oder lokal in einem Bereich der Sputter-Prozesskammer durch ein geregeltes Zuführen (Trimmen) eines Prozessgases mittels einer Prozessgaszuführung in den betreffenden Bereich der Sputter-Prozesskammer ausgeglichen werden.In reactive sputtering, coating a substrate (or support) with a layer (coating) having the appropriate layer properties may be accomplished by placing the sputter assembly in an operating point or operating condition and / or at an operating point. The operating point may specify the necessary operating parameters of the sputtering arrangement (eg, a substrate transport speed, a target rotational speed, generator sizes, gas pressure, materials, etc.) such that a corresponding layer having the respective desired or required properties or properties according to a specification (eg specific electrical resistance of the layer, chemical composition of the layer, layer thickness distribution of the layer on the surface of the substrate, optical properties of the layer, etc.) can be produced. In this case, deviations of the sputtering process from an operating point globally for the entire sputtering process and / or locally in a region of the sputtering process chamber can be compensated for by controlled feeding (trimming) of a process gas by means of a process gas feed into the relevant area of the sputtering process chamber.

Eine entsprechende Sputter-Anordnung zum Bereitstellen eines reaktiven Sputterprozesses kann beispielsweise mindestens einen Generator aufweisen zum Bereitstellen einer elektrischen Spannung (der Brennspannung) an der Kathode und des entsprechenden elektrischen Stroms zwischen der Kathode und einer Anode. Der elektrische Strom, I, welcher bei einer jeweils angelegten Spannung, U, zwischen der Kathode und der Anode fließt, kann von den Gasen (z. B. der Zusammensetzung oder dem Druck des Prozessgases) in der Vakuumkammer abhängig sein. Somit ergeben sich für den Generator sowie für das Zuführen des Prozessgases verschiedene Betriebsarten bzw.A corresponding sputtering arrangement for providing a reactive sputtering process may include, for example, at least one generator for providing an electrical voltage (the burning voltage) to the cathode and the corresponding electrical current between the cathode and an anode. The electric current, I, flowing at a respective applied voltage, U, between the cathode and the anode may be dependent on the gases (eg, the composition or pressure of the process gas) in the vacuum chamber. Thus arise for the generator and for supplying the process gas different modes or

Steuermöglichkeiten und/oder Regelungsmöglichkeiten um einen Betriebspunkt (z. B. eine Leistung) einzustellen.Control options and / or control options to set an operating point (eg a power).

Dabei kann eine Sputter-Anordnung zum Bereitstellen eines reaktiven Sputterprozesses eine oder mehrere Vakuumkammern aufweisen, wobei mindestens eine der Vakuumkammern eine Sputter-Prozesskammer sein kann. Beispielsweise kann die Sputteranordnung als eine sogenannte Batch-Beschichtungsanlage eingerichtet sein, in welcher Substrate nacheinander schubweise beschichtet werden können. Ferner kann die Sputteranordnung als eine sogenannte In-Line-Beschichtungsanlage eingerichtet sein, wobei ein Substrat (z. B. plattenförmige Substrate oder eine Vielzahl von plattenförmigen Substraten mittels Substrat-Carriern als sogenanntes Endlossubstrat) auf einem Transportsystem durch mehrere Vakuumkammern (oder Kompartments) hindurch geführt werden kann. Dabei kann das Substrat mittels mindestens einer Schleusenkammer in die Sputteranordnung eingebracht und/oder aus der Sputteranordnung heraus gebracht werden. Ferner kann die Sputteranordnung als eine sogenannte Luft-zu-Luft (Air-to-Air) Beschichtungsanlage eingerichtet sein oder als eine Bandbeschichtungsanlage, wobei das Substrat beispielsweise von Rolle-zu-Rolle durch die mindestens eine Sputter-Prozesskammer hindurch transportiert werden kann.In this case, a sputtering arrangement for providing a reactive sputtering process can have one or more vacuum chambers, wherein at least one of the vacuum chambers can be a sputtering process chamber. For example, the sputtering arrangement can be configured as a so-called batch coating system in which substrates can be successively coated batch by batch. Furthermore, the sputtering arrangement can be configured as a so-called in-line coating system, wherein a substrate (eg plate-shaped substrates or a plurality of plate-shaped substrates by means of substrate carriers as so-called endless substrate) passes through a plurality of vacuum chambers (or compartments) on a transport system can be performed. In this case, the substrate can be introduced into the sputtering arrangement by means of at least one lock chamber and / or brought out of the sputtering arrangement. Further, the sputtering assembly may be configured as a so-called air-to-air coating equipment or as a belt coater, wherein the substrate may, for example, be transported from roll-to-roll through the at least one sputtering process chamber.

Ferner kann während des Sputterprozesses (z. B. während des Betriebs einer Zerstäubungskathode) Material (Targetmaterial) von einer Kathode (dem Target) zerstäubt werden, wobei sich das zerstäubte Material in eine Richtung von der Kathode weg ausbreitet. Der Bereich an der Kathode, in dem sich das zerstäubte Material ausbreitet, kann als Prozessierbereich bezeichnet werden. Ferner kann die Sputteranordnung eine Transportvorrichtung aufweisen, mittels derer ein Substrat durch die Sputter-Prozesskammer bzw. durch den Prozessierbereich hindurch oder zumindest in den Prozessierbereich hinein geführt werden kann, so dass zumindest ein Teil des Substrats in dem Prozessierbereich mittels der Kathode beschichtet werden kann.Further, during the sputtering process (eg, during operation of a sputtering cathode), material (target material) may be sputtered from a cathode (the target) with the sputtered material propagating in a direction away from the cathode. The area at the cathode where the sputtered material propagates may be referred to as the processing area. Furthermore, the sputtering arrangement can have a transport device, by means of which a substrate can be guided through the sputtering process chamber or through the processing area or at least into the processing area, so that at least part of the substrate in the processing area can be coated by means of the cathode.

Während eines Kathodenzerstäubungsprozesses (eines Sputter-Prozesses) kann in dem Prozessierbereich ein Plasma bereitgestellt sein oder werden, z. B. indem mittels der Kathode ein elektrisches Feld bereitgestellt wird, wobei sich das bereitgestellte elektrische Feld zumindest teilweise in den Prozessierbereich hinein erstreckt. Mittels des Plasmas kann das Target (die Kathode) zerstäubt werden (z. B. aufgrund des Ionenbeschusses des Targets mit den im Plasma gebildeten Ionen). Zum Erzeugen des Plasmas kann mindestens ein Arbeitsgas (z. B. Argon oder ein anderes Edelgas oder ein als Arbeitsgas geeignetes Gas) in der Sputter-Prozesskammer bereitgestellt sein oder werden. Ferner kann zum reaktiven Sputtern mindestens ein Reaktivgas in der Sputter-Prozesskammer bereitgestellt sein oder werden.During a sputtering process (a sputtering process), a plasma may be or may be provided in the processing area, e.g. Example by providing an electric field by means of the cathode, wherein the provided electric field extends at least partially into the processing area. By means of the plasma, the target (the cathode) can be atomized (for example due to the ion bombardment of the target with the ions formed in the plasma). To generate the plasma, at least one working gas (eg argon or another noble gas or a gas suitable as working gas) may or may not be provided in the sputtering process chamber. Furthermore, at least one reactive gas may or may not be provided in the sputtering process chamber for reactive sputtering.

Beim Magnetronsputtern (einem magnetfeldunterstützten Kathodenzerstäubungsprozess) kann die Plasmabildung mittels einer Magnetanordnung (oder mittels eines Magnetsystems) unterstützt werden, wobei die Magnetanordnung derart angeordnet sein kann oder werden kann, dass sich ein mittels der Magnetanordnung erzeugtes Magnetfeld zumindest teilweise in den Prozessierbereich erstreckt. Aufgrund einer Überlagerung des bereitgestellten elektrischen Feldes mit dem erzeugten Magnetfeld kann das Bewegen von Ladungsträgern (z. B. Elektronen) in dem Prozessierbereich derart verändert werden (z. B. aufgrund der wirkenden Lorentzkraft und einer Driftbewegung der Elektronen), dass die Ionisationsrate des plasmabildenden Gases und damit die Plasmadichte des gebildeten Plasmas erhöht wird. Somit kann beispielsweise der benötigte Druck des plasmabildenden Gases zum Bereitstellen einer vordefinierten Ionisationsrate verringert werden (verglichen mit einem Sputtern ohne Magnetanordnung). In magnetron sputtering (a magnetic field assisted sputtering process), the plasma formation may be assisted by a magnet assembly (or by a magnet system), where the magnet assembly may be or may be arranged such that a magnetic field generated by the magnet assembly at least partially extends into the processing region. Due to a superimposition of the provided electric field with the generated magnetic field, the movement of charge carriers (eg electrons) in the processing region can be changed in such a way (eg due to the acting Lorentz force and a drift movement of the electrons) that the ionization rate of the plasma forming Gas and thus the plasma density of the plasma formed is increased. Thus, for example, the required pressure of the plasma-forming gas to provide a predefined ionization rate can be reduced (as compared to sputtering without magnetization).

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Magnetanordnung an (in der Nähe) oder über der dem Prozessierbereich abgewandten Oberfläche des Targets (Targetoberfläche) angeordnet sein. Dabei kann die Magnetanordnung derart eingerichtet sein oder eine Vielzahl von Magneten kann räumlich derart angeordnet werden, dass im Prozessierbereich ein Ionisierbereich bereitgestellt wird, in welchem sich das Plasma bildet, z. B. kann sich das Plasma stationär ausbilden, wenn die Magnetanordnung stationär ist. Der Ionisierbereich kann auch als Plasmabereich und/oder Race-Track bezeichnet sein oder werden.According to various embodiments, the magnet arrangement may be arranged on (near) or above the surface of the target (target surface) facing away from the processing area. In this case, the magnet arrangement can be set up in this way or a large number of magnets can be arranged spatially in such a way that an ionization area is provided in the processing area, in which the plasma forms, eg. For example, the plasma may be stationary when the magnet assembly is stationary. The ionization region may also be designated as a plasma region and / or race track.

Mittels Anpassens der Magnetanordnung kann eine vordefinierte Form und/oder Größe des Ionisierbereichs und somit des erzeugten Plasmas eingestellt werden, und/oder die Geometrie des in dem Ionisierbereich erzeugten Plasmas beeinflusst werden. Beispielsweise können die Magnete der Magnetanordnung derart relativ zueinander angeordnet sein oder werden, dass ein länglicher (sich längs erstreckender) Ionisierbereich entsteht. Ein derartiger sich längs erstreckender Ionisierbereich kann beispielsweise eine Länge in einem Bereich von ungefähr mehreren Zentimetern bis ungefähr mehreren Metern aufweisen, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 1 m bis ungefähr 4 m. Dabei kann die Form des Ionisierbereichs mit der räumlichen Anordnung und/oder der Lage (bezogen auf die Magnetpole) der Magnete der Magnetanordnung korrelieren.By means of adaptation of the magnet arrangement, a predefined shape and / or size of the ionization region and thus of the generated plasma can be adjusted, and / or the geometry of the plasma generated in the ionization region can be influenced. By way of example, the magnets of the magnet arrangement can be or are arranged relative to one another in such a way that an elongated (longitudinally extending) ionization area arises. Such a longitudinally extending ionization region may, for example, have a length in a range of approximately several centimeters to approximately several meters, for example in a range of approximately 1 m to approximately 4 m. In this case, the shape of the ionization region can correlate with the spatial arrangement and / or the position (relative to the magnetic poles) of the magnets of the magnet arrangement.

Beim Zerstäuben des Targets bzw. der Targetoberfläche des Targets kann der Materialabtrag von der relativen Anordnung des Targets zu dem Ionisierbereich abhängen. Um einen gleichmäßigen Materialabtrag des Targetmaterials zu erreichen, kann beispielsweise die Targetoberfläche relativ zu der Magnetanordnung und dem Ionisierbereich bewegt werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Target rohrförmig sein, wobei die Magnetanordnung beispielsweise innerhalb des rohrförmigen Targets (Targetrohr oder Rohrkathode) angeordnet sein kann, und das Targetrohr kann beispielsweise um die Längsachse des Targetrohrs rotiert werden. Ein Magnetron mit einem rohrförmigen Target oder mit mehreren (z. B. zwei) rohrförmigen Targets wird auch als Rohrmagnetron (z. B. Doppelrohrmagnetron) bezeichnet.When sputtering the target or the target surface of the target, the removal of material may depend on the relative arrangement of the target to the ionization region. In order to achieve a uniform material removal of the target material, for example, the target surface can be moved relative to the magnet arrangement and the ionization region. According to various embodiments, the target may be tubular, wherein the magnet assembly may be disposed, for example, within the tubular target (target tube or tube cathode), and the target tube may be rotated about the longitudinal axis of the target tube, for example. A magnetron having a tubular target or having multiple (eg, two) tubular targets is also referred to as tube magnetron (eg, double tube magnetron).

Dabei kann der sich längs erstreckende Ionisierbereich an und/oder über der äußeren Mantelfläche des Targetrohrs im Wesentlichen parallel zur Längsachse des Targetrohrs verlaufen.In this case, the longitudinally extending ionization region on and / or over the outer lateral surface of the target tube can run essentially parallel to the longitudinal axis of the target tube.

Ferner kann das Target eine ebene (sogenannte planare) Targetoberfläche aufweisen, wobei der Ionisierbereich derart eingerichtet sein kann, dass eine möglichst effiziente Materialausnutzung und/oder eine möglichst homogene bzw. zum Beschichten eines Substrats geeignete räumliche Verteilung des Plasmas entsteht.Furthermore, the target can have a planar (so-called planar) target surface, wherein the ionization region can be set up in such a way that the most efficient possible utilization of material and / or a homogeneous distribution of the plasma suitable for coating a substrate arises.

Die Magnetanordnung kann ferner derart eingerichtet sein oder werden, dass mittels der Magnetanordnung ein sich längs erstreckender Ionisierbereich gebildet wird, beispielsweise können mehrere Magnete entsprechend in einer Linie angeordnet sein, wobei zusätzliche Magnete der Magnetanordnung derart angeordnet sein können oder werden können, dass mehrere (z. B. zwei) sich längs erstreckende Ionisierbereiche miteinander verbunden werden. Beispielsweise kann die Magnetanordnung derart eingerichtet sein oder werden, dass der Ionisierbereich entlang einer geschlossenen Bahn oder entlang mehrerer geschlossener Bahnen verläuft bzw. dass eine gebildete Plasmabahn geschlossen ist. Beispielsweise kann die Magnetanordnung derart eingerichtet sein oder werden, dass der Ionisierbereich (in dem das Plasma mit den Ionen des Prozessgases und Elektronen erzeugt werden kann) entlang eines mehrseitigen Vielecks (z. B. Viereck) verläuft, welches beispielsweise abgerundete Ecken aufweisen kann. Eine geschlossene Bahn für den Ionisierbereich oder eine geschlossene Bahn des Plasmas kann als Race-Track bezeichnet werden, entlang dessen anschaulich die Elektronen des Plasmas driften können (Driftbewegung).The magnet arrangement may further be arranged such that a longitudinally extending ionization region is formed by means of the magnet arrangement, for example a plurality of magnets may be correspondingly arranged in a line, wherein additional magnets of the magnet arrangement may or may be arranged such that a plurality (eg B. two) longitudinally extending Ionisierbereiche are interconnected. By way of example, the magnet arrangement can be or be set up such that the ionization region runs along a closed path or along several closed paths or that a plasma film formed is closed. For example, the magnet arrangement can be set up such that the ionization region (in which the plasma can be generated with the ions of the process gas and electrons) runs along a multi-sided polygon (eg quadrangle), which for example can have rounded corners. A closed path for the ionization region or a closed path of the plasma can be referred to as a race track, along which clearly the electrons of the plasma can drift (drift motion).

In einer Ausführungsform kann der Race-Track zwei lineare Bereiche aufweisen, die an ihren Enden jeweils mittels eines gekrümmten Bereichs miteinander verbunden sind. Dabei kann die Magnetanordnung derart eingerichtet sein oder werden, dass die linearen Bereiche des Race-Tracks parallel zueinander verlaufen.In one embodiment, the race track may have two linear regions which are interconnected at their ends by means of a curved region. In this case, the magnet arrangement can be or be set up such that the linear regions of the race track run parallel to one another.

Im Allgemeinen kann das Magnetronsputtern oder das reaktive Magnetronsputtern in verschiedenen Modi (Betriebsarten) durchgeführt werden, z. B. im sogenannten DC-Modus (Gleichspannungs-Sputtern), im AC-Modus (Wechselspannungs-Sputtern, wie beispielsweise MF-Sputtern oder HF-Sputtern), im gepulsten Modus (Hochenergie-Impuls-Magnetronsputtern), unipolar oder bipolar gepulste Entladung, sowohl mit einer Elektrode als auch mit mehreren Elektroden (Kathoden und/oder Anoden).In general, magnetron sputtering or reactive magnetron sputtering can be used in various modes (operating modes) are performed, for. In so-called DC mode (DC sputtering), in AC mode (AC sputtering, such as MF sputtering or RF sputtering), in pulsed mode (high energy pulse magnetron sputtering), unipolar or bipolar pulsed discharge, both with one electrode and with several electrodes (cathodes and / or anodes).

Beim Zerstäuben der Kathode kann Wärme in die Kathode eingetragen werden, z. B. in Abhängigkeit von der Sputterleistung, vom Targetmaterial (usw.), so dass die Kathode beispielsweise gekühlt werden muss. Dabei kann die Kathode mittels einer Kühlvorrichtung, welche Kühlwasser in thermischem Kontakt mit der Kathode führt, gekühlt werden. Dabei kann sich das Kühlwasser während des Fließens allmählich erwärmen, da es beispielsweise Wärme von der Kathode aufnimmt. Anschaulich kann das Kühlwasser innerhalb der Kühlvorrichtung für die Kathode entlang dessen Flussrichtung einen Temperaturgradienten aufweisen, z. B. von mehr als 5 K, z. B. von mehr als 10 K, z. B. von mehr als 15 K, z. B. von mehr als 20 K, z. B. von mehr als 25 K, z. B. von mehr als 30 K.When sputtering the cathode heat can be entered into the cathode, z. As a function of the sputtering performance of the target material (etc.), so that the cathode must be cooled, for example. In this case, the cathode can be cooled by means of a cooling device, which leads cooling water in thermal contact with the cathode. In this case, the cooling water can gradually warm during the flow, for example, it absorbs heat from the cathode. Illustratively, the cooling water within the cooling device for the cathode along the direction of flow may have a temperature gradient, for. B. of more than 5 K, z. B. of more than 10 K, z. B. of more than 15 K, z. B. of more than 20 K, z. B. of more than 25 K, z. B. of more than 30 K.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Kühlwasser, z. B. bei rohrförmigen Kathoden, auch direkt durch die Kathode hindurch geleitet werden oder direkt durch die Kathode fließen. Ferner kann das Kühlwasser auch nacheinander (seriell) durch mehrere Kühlvorrichtungen mehrerer Kathoden hindurch geführt werden, z. B. durch zwei Rohrkathoden eines Doppel-Rohrmagnetrons hindurch, so dass sich die Temperatur und/oder der Temperaturgradienten des Kühlwassers in den mehreren Kathoden unterscheiden kann.According to various embodiments, the cooling water, for. B. in tubular cathodes, are also passed directly through the cathode or flow directly through the cathode. Furthermore, the cooling water can also be successively (serially) passed through several cooling devices of several cathodes, z. B. through two tube cathodes of a double tubular magnetron, so that the temperature and / or the temperature gradient of the cooling water in the plurality of cathodes may differ.

Ein Aspekt verschiedener Ausführungsformen kann anschaulich darin gesehen werden, diese unterschiedlichen Temperaturen des Kühlwassers und/oder Temperaturgradienten im Kühlwasser bei dem Aufbau und/oder der Kalibrierung der Sputter-Anordnung oder des Magnetrons oder der Magnetanordnung zu berücksichtigen.One aspect of various embodiments can be clearly seen in considering these different temperatures of cooling water and / or temperature gradients in the cooling water in the construction and / or calibration of the sputtering assembly or the magnetron or magnet assembly.

Herkömmlicherweise wird eine Magnetanordnung (z. B. ein Träger mit mehreren Magneten, einem sogenannten Magnetbar) für Magnetrons dahingehend optimiert, dass für eine vordefinierte Feldstärke eine räumlich möglichst homogene Feldverteilung bereitgestellt werden kann. Dabei wird beim Herstellen oder Konfigurieren eines Magnetbars (einer Magnetanordnung) beispielsweise sehr genau darauf geachtet, das Magnetfeld über das gesamte Magnetbar (über dessen Längserstreckung) so gleichförmig wie möglich einzustellen. Beim Benutzen des Magnetbars in einem Magnetron-Sputterprozess wird mittels sogenanntem Shimmens (Einstellen der Höhe der Magnete des Magnetbars) die Querverteilung des Plasmas, der Plasmaeigenschaften und/oder der Schichteigenschaften einer abgeschiedenen Schicht (quer zur Transportrichtung des Substrats beim Beschichten) aufgrund der Änderung des Magnetfelds an der Targetoberfläche der Kathode beeinflusst. Dieser Vorgang wird durch das sogenannte Trimmen unterstützt, wobei die Querverteilung des Plasmas, der Plasmaeigenschaften und/oder der Schichteigenschaften einer abgeschiedenen Schicht mittels geregelten Zuführens von Prozessgas (Reaktivgas und/oder Arbeitsgas) in den Prozessierbereich einer Magnetron-Beschichtungsanlage beeinflusst wird. Bei reaktiven Prozessen ist das Ergebnis eines Shimmens nur sehr schwer nachzuweisen, da die Reaktivgasverteilung und die Verteilung der Saugleistung wesentliche Auswirkungen auf den Arbeitspunkt haben und damit beispielsweise das Shim-Ergebnis komplett überdeckt wird.Conventionally, a magnet arrangement (for example a carrier with a plurality of magnets, a so-called magnet bar) for magnetrons is optimized in such a way that spatially homogeneous field distribution can be provided for a predefined field strength. In the process, when manufacturing or configuring a magnet bar (a magnet arrangement), care is taken, for example, to set the magnetic field as uniformly as possible over the entire magnet bar (over its longitudinal extension). When using the magnet bar in a magnetron sputtering process, the transverse distribution of the plasma, the plasma properties and / or the layer properties of a deposited layer (transverse to the transport direction of the substrate during coating) by means of so-called shimming (adjusting the height of the magnets of the magnet bar) due to the change of Magnetic field influenced at the target surface of the cathode. This process is assisted by the so-called trimming, whereby the transverse distribution of the plasma, the plasma properties and / or the layer properties of a deposited layer is influenced by controlled feeding of process gas (reactive gas and / or working gas) into the processing area of a magnetron coating installation. In reactive processes, the result of shimming is very difficult to detect because the reactive gas distribution and the distribution of the suction power have significant effects on the operating point and thus, for example, the shim result is completely covered.

Herkömmlicherweise werden bei einer Fertigung eines Magnetbars die auftretenden Temperaturen beim Beschichten nicht ausreichend berücksichtigt und deren Fertigung und/oder Konfiguration (eine Kalibrierung oder das Shimmen) erfolgt beispielsweise bei Zimmertemperatur. Allgemein wird beispielsweise davon ausgegangen, dass die Güte (z. B. die vordefinierte räumliche Verteilung des Magnetfelds entlang der Längserstreckung des Magnetbars) des Magnetfelds auch im vom Kühlwasser durchflossenen Target konstant bleibt.Conventionally, in a production of a magnetic bar, the temperatures occurring during coating are not sufficiently taken into account and their production and / or configuration (calibration or shimming) takes place, for example, at room temperature. In general, for example, it is assumed that the quality (eg the predefined spatial distribution of the magnetic field along the longitudinal extent of the magnet bar) of the magnetic field also remains constant in the target through which the cooling water flows.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wurde erkannt, dass sich beim Betreiben eines Magnetrons jeweils die Temperatur der einzelnen Magnete (z. B. unterschiedlich zu einander) verändern kann, z. B. verglichen mit den Temperaturverhältnissen beim Shimmen, und dass die Magnete hinsichtlich ihrer Feldstärke einen Temperaturkoeffizienten aufweisen. Da somit die Magnete beim Shimmen anderen Temperaturverhältnissen ausgesetzt sind, als im Betrieb des Magnetrons mit dem Magnetbar, kann das Shimmen zu einem unzureichenden Ergebnis führen, wenn die Temperaturzustände der Magnete des Magnetrons nicht beachtet werden.According to various embodiments, it has been recognized that when operating a magnetron, the temperature of the individual magnets (eg different from each other) may change in each case, eg. B. compared with the temperature conditions during shimming, and that the magnets have a temperature coefficient in terms of their field strength. Since, therefore, the magnets are exposed to different temperature conditions during shimming than during operation of the magnetron with the magnet bar, the shimming can lead to an insufficient result if the temperature conditions of the magnets of the magnetron are disregarded.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird ein Magnetbar (eine Magnetanordnung) bereitgestellt, welche bereits beim Aufbau einen Temperaturgradienten entlang der Kathode und/oder entlang des Magnetbars kompensieren kann. Der Temperaturgradient kann beispielsweise die Magnetisierung der Magnete des Magnetbars verändern und somit das von den Magneten erzeugte Magnetfeld. Ferner kann der Temperaturgradient bei konstantem Druck innerhalb des Prozessierbereichs eine ortsabhängige Teilchendichte und somit eine ortsabhängige Ionendichte verursachen. Derartige Effekte, die aus einem Temperaturgradienten entlang (der Längserstreckung) der Kathode und/oder entlang des Magnetbars resultieren, können wie hierin beschrieben mittels Anpassens des Magnetbars ausgeglichen werden.According to various embodiments, a magnet bar (a magnet arrangement) is provided which can already compensate for a temperature gradient along the cathode and / or along the magnet bar during construction. The temperature gradient can, for example, change the magnetization of the magnets of the magnet bar and thus the magnetic field generated by the magnets. Further, the temperature gradient at constant pressure within the processing area may cause a location-dependent particle density and thus a location-dependent ion density. Such effects resulting from a temperature gradient along (the longitudinal extension) of the cathode and / or along the magnet bar may be as herein be compensated described by adjusting the magnet bar.

In den im Folgenden beschriebenen 1A bis 1C ist beispielsweise die direkte Auswirkung einer Veränderung der Temperatur des Kühlwassers (der Kühlwassertemperatur) um beispielsweise wenige Kelvin (z. B. +/–5 K) beispielsweise für einen reaktiven Sputterprozess von mit Aluminium dotiertem Zinkoxid (ZnO:Al) veranschaulicht (vgl. beispielsweise 1B). Bei Prozessen mit einer hohen Leistung (Sputterleistung) je Meter (Leistungsdichte) und langen Targets (z. B. mit einer Länge in einem Bereich von ungefähr 1 m bis ungefähr 5 m) kann es zu einer Erwärmung des Kühlwassers um bis zu mehrere 10 K kommen (z. B. zu einer Erwärmung des Kühlwassers ausgehend von der vordefinierten Kühlwassertemperatur in einem Bereich von ungefähr 5 K bis ungefähr 30 K, oder sogar mehr als 30 K). Dies kann zu einem Temperaturgradienten entlang des Targets und damit auch zu einem Magnetfeldgradienten führen, falls die Magnetanordnung diese Temperaturänderungen nicht berücksichtigt. Dieser Effekt kann bei Reaktivprozessen (reaktiven Sputter-Prozessen) eine wesentliche Rolle spielen, da reaktive Sputterprozesse beispielsweise empfindlich auf einen geänderten Arbeitspunkt reagieren können (z. B. können die Schichteigenschaften der hergestellten Schichten von einer Vorgabe abweichen, z. B. von einer vorgegebenen elektrischen Leitfähigkeit und/oder von vorgegebenen optischen Eigenschaften). Herkömmlicherweise können reaktive Sputter-Prozesse mit gezieltem Trimmen (dem Regeln der Reaktivgaszufuhr in den Prozessierbereich während des Sputterns) stabil gehalten werden. Da das Trimmen jedoch gleichzeitig zum Ausgleichen anderer Effekte (Saugleistungsverteilung, Kammergeometrie, Anodenzugriff, Substratbewegung) dienen kann oder dazu verwendet werden soll, kann es notwendig oder hilfreich sein, den hierin beschriebenen Temperatureffekt von vornherein zu kompensieren und/oder die Einflüsse des Temperatureffekts auf den Betriebspunkt des Magnetrons zu minimieren.In the following 1A to 1C For example, the direct effect of changing the temperature of the cooling water (the cooling water temperature) by, for example, a few Kelvin (eg, +/- 5K) is exemplified by a reactive sputtering process of aluminum-doped zinc oxide (ZnO: Al) 1B ). For processes with high power (sputtering power) per meter (power density) and long targets (eg with a length in a range of about 1 m to about 5 m), the cooling water may be heated up to several tens of K (eg, heating the cooling water from the predefined cooling water temperature in a range of about 5 K to about 30 K, or even more than 30 K). This can lead to a temperature gradient along the target and thus also to a magnetic field gradient if the magnet arrangement does not take these temperature changes into account. This effect can play an important role in reactive processes (reactive sputtering processes), since reactive sputtering processes can, for example, react sensitively to a changed operating point (for example, the layer properties of the layers produced may deviate from a specification, for example from a predetermined one) electrical conductivity and / or predetermined optical properties). Conventionally, reactive sputtering processes with targeted trimming (controlling the reactive gas supply to the processing area during sputtering) can be kept stable. However, since trimming can simultaneously serve to compensate for other effects (suction power distribution, chamber geometry, anode access, substrate movement), it may be necessary or helpful to compensate in advance for the temperature effect described herein and / or the effects of the temperature effect on the temperature effect Minimize operating point of the magnetron.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen werden ein Verfahren zum Einrichten (Herstellen und/oder Kalibrieren) und eine Magnetron-Anordnung bereitgestellt, so dass während eines Sputterprozesses mit hoher Leistung (z. B. mehr als 20 kW pro Meter der Kathode oder mehr als 30 kW pro Meter Kathode) ein möglichst homogenes Magnetfeld in seiner Längserstreckung zu gewährleisten (z. B. ohne wesentlichen Gradienten vom kalten zum warmen Ende des Targets. Dabei kann beispielsweise bei Doppelkathoden, bei denen die Targets in Reihe vom Kühlwasser durchflossen werden, ebenfalls der Temperaturunterschied im Kühlwasser zwischen den Targets selbst beachtet werden, da die beiden Targets im Falle des Reaktivprozesses andernfalls in unterschiedlichen Arbeitspunkten arbeiten würden.According to various embodiments, a method of setup (fabrication and / or calibration) and a magnetron arrangement are provided such that during a high power sputtering process (e.g., more than 20 kW per meter of cathode or more than 30 kW per meter Cathode) to ensure a homogeneous magnetic field in its longitudinal extent (for example, without significant gradients from the cold to the warm end of the target.) For example, in double cathodes, where the targets are flowed through in series by the cooling water, also the temperature difference in the cooling water between the targets themselves would be respected since the two targets would otherwise operate at different operating points in the case of the reactive process.

Anschaulich soll während des Betriebs des Magnetrons eine lokale Verschiebung des Betriebspunkts des Magnetrons entlang dessen Längserstreckung aufgrund der sich einstellenden inhomogenen Kühlwassertemperatur vermieden werden.Clearly, during operation of the magnetron, a local shift of the operating point of the magnetron along its longitudinal extent should be avoided due to the inhomogeneous cooling water temperature which arises.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird ein in der Feldstärke gradiertes Magnetbar (Träger mit mehreren Magneten bzw. die Magnetanordnung) verwendet. Unter Normalbedingungen (ohne Temperatureinflüsse während des Betriebs des Magnetrons) wird an der Targetoberfläche ein Gradient entlang des Targets im Magnetfeld gemessen, wobei im Betrieb der Gradient dann aufgrund der Leistungsaufnahme (Wärmeaufnahme) im Kühlwasser und sich dem daraus einstellenden Temperaturgradienten ausgeglichen wird. Bei zwei im Kühlwasser in Reihe geschalteten Targets kann nicht nur ein Gradient im Magnetfeld sondern auch eine unterschiedliche Stärke des Magnetfelds an den Targets realisiert sein oder werden. Dazu kann der ungefähre Temperaturgradient während des Prozesses bekannt sein oder ermittelt werden, so dass mittels des Anpassens (z. B. mittels des Anpassens der Stärke) des Magnetfelds der Temperaturgradient ausgeglichen werden kann. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann dazu ein in-situ shimbares Magnetbar genutzt werden, welches dann je nach Kühlwasserdurchfluss und Leistungseintrag schräg im Target gestellt werden kann.According to various embodiments, a field strength graded magnet bar (multi-magnet carrier or magnet assembly) is used. Under normal conditions (without temperature influences during the operation of the magnetron), a gradient along the target in the magnetic field is measured at the target surface, during operation the gradient is compensated for by the power consumption (heat absorption) in the cooling water and the resulting temperature gradient. With two targets connected in series in the cooling water, not only a gradient in the magnetic field but also a different strength of the magnetic field can be realized at the targets. For this, the approximate temperature gradient can be known or determined during the process, so that the temperature gradient can be compensated for by means of adaptation (for example by means of adjusting the intensity) of the magnetic field. According to various embodiments, an in situ shimbares magnet bar can be used for this purpose, which can then be placed obliquely in the target, depending on the flow of cooling water and the entry of power.

In 1A ist ein Zusammenhang zwischen der Brennspannung 104 (U in V) beim reaktiven Sputtern und dem spezifischen elektrischen Widerstand 102 (p in μΩcm) einer entsprechend mittels der Brennspannung (unter Verwendung einer Leistungsregelung) hergestellten Schicht dargestellt, wobei die (mittels Linien verbundenen) Messdaten 100 jeweils Messreihen repräsentieren, welche zeitlich nacheinander ermittelt wurden und somit die Nutzungsdauer des Targets als veränderliche Größe einbeziehen. Dabei ist zu erkennen, dass mit zunehmendem Targetalter (mit zunehmendem Verbrauch des Targetmaterials oder mit längerer Nutzungsdauer) geringere Brennspannungen 104 genutzt werden müssen, um einen konstanten Betriebspunkt zu gewährleisten, d. h. um jeweils eine Schicht mit dem entsprechenden elektrischen Widerstand 102 abzuscheiden.In 1A is a relationship between the burning voltage 104 (U in V) in reactive sputtering and resistivity 102 (p in μΩcm) of a corresponding layer produced by the burning voltage (using a power control), wherein the (connected by lines) measurement data 100 each represent measurement series, which were determined temporally successively and thus include the useful life of the target as a variable variable. It can be seen that with increasing target age (with increasing consumption of the target material or with a longer service life) lower burning voltages 104 must be used to ensure a constant operating point, ie, in each case one layer with the corresponding electrical resistance 102 deposit.

Anschaulich ändert sich der Schichteigenschaftsverlauf für verschiedene Brennspannungen 104 mit zunehmendem Targetalter. Mit anderen Worten können sich die Schichteigenschaften einer abgeschiedenen Schicht bei konstant gehaltener Brennspannung mit zunehmendem Targetalter verändern. Der Arbeitspunkt wird beim gewählten Prozess über die Brennspannung stabilisiert.Clearly, the layer properties change for different operating voltages 104 with increasing target age. In other words, the layer properties of a deposited layer can be changed with increasing target age while the firing voltage is kept constant. The operating point is stabilized in the selected process via the burning voltage.

Wie in 1A veranschaulicht ist, existiert ein eindeutiger Zusammenhang 100 zwischen Schichteigenschaft 102 (spezifischer elektrischer Widerstand) und Brennspannung 104 (z. B. ein jeweils geringerer spezifischer elektrischer Widerstand bei ansteigender Brennspannung U). Diese Abhängigkeit 100 verschiebt sich (111) mit zunehmendem Targetalter zu niedrigeren Brennspannungen 104, da aufgrund des Materialabtrags des Targets das Magnetfeld an der Targetoberfläche ansteigt (aufgrund des geringeren Abstandes der Targetoberfläche zu der Magnetanordnung).As in 1A is illustrated, there is a clear relationship 100 between layer property 102 (specific electrical resistance) and burning voltage 104 (For example, a respective lower specific electrical resistance with increasing burning voltage U). This dependence 100 shifts ( 111 ) with increasing target age to lower burning voltages 104 because due to the material removal of the target, the magnetic field at the target surface increases (due to the smaller distance between the target surface and the magnet arrangement).

Diese Erkenntnis wurde beispielsweise bestätigt, indem eine stärkere Magnetanordnung (stärkere Magnetbars) 100a für den reaktiven Sputterprozess verwendet wurden, womit die Abhängigkeit zwischen Schichteigenschaft 102 und Brennspannung 104 zu niedrigeren Brennspannungswerten 104 verschoben wird.This finding was confirmed, for example, by a stronger magnet arrangement (stronger magnet bars) 100a were used for the reactive sputtering process, whereby the dependence between layer property 102 and burning voltage 104 to lower burning voltage values 104 is moved.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann beim reaktiven Sputtern die Kühlwasservorlauftemperatur (die Temperatur des Kühlwassers vor dem Einleiten des Kühlwassers in die Kühlvorrichtung des Magnetrons oder in das Magnetron) geregelt werden, z. B. auf einen vordefinierten Wert eingestellt werden. Bei den in 1A gezeigten Messungen war beispielsweise die Kühlwasservorlauftemperatur für alle Versuche konstant (ungefähr 25°C).According to various embodiments, in the reactive sputtering, the cooling water supply temperature (the temperature of the cooling water before the introduction of the cooling water into the cooling device of the magnetron or into the magnetron) can be controlled, e.g. B. be set to a predefined value. At the in 1A For example, the cooling water inlet temperature was constant for all experiments (approximately 25 ° C).

1B veranschaulicht drei Arbeitspunktserien 110a, 110b, 110c, welche den Zusammenhang zwischen Schichteigenschaft 102 (spezifischer elektrischer Widerstand) und Brennspannung 104, aufzeigen, wobei die Messungen der drei Arbeitspunktserien unmittelbar nacheinander durchgeführt wurden, so dass der Einfluss der Targetalterung (vgl. 1A) unwesentlich oder vernachlässigbar ist. 1B illustrates three workpoint series 110a . 110b . 110c showing the relationship between layer property 102 (specific electrical resistance) and burning voltage 104 , where the measurements of the three work-point series were carried out immediately one after the other so that the influence of the target aging (cf. 1A ) is negligible or negligible.

Dabei wurden zum Ermitteln der ersten Arbeitspunktserie 110a die Schichteigenschaften 102 in Abhängigkeit von der jeweils verwendeten Brennspannung 104 dargestellt, wobei die erste Arbeitspunktserie 110a bei einer Kühlwasservorlauftemperatur von ungefähr 20°C durchgeführt wurde. Die zweite Arbeitspunktserie 110b wurde bei einer Kühlwasservorlauftemperatur von ungefähr 25°C durchgeführt und die dritte Arbeitspunktserie 110c wurde bei einer Kühlwasservorlauftemperatur von ungefähr 30°C durchgeführt.It was used to determine the first workpoint series 110a the layer properties 102 depending on the particular operating voltage used 104 shown, with the first operating point series 110a was carried out at a cooling water inlet temperature of about 20 ° C. The second workpoint series 110b was carried out at a cooling water inlet temperature of about 25 ° C and the third operating point series 110c was performed at a cooling water supply temperature of about 30 ° C.

Dabei wurde erkannt, dass die Feldstärke des mittels der Magneten des Magnetbars erzeugten Magnetfelds bei wärmer werdendem Kühlwasser absinkt und bei kälter werdendem Kühlwasser zunimmt. Die Verschiebung der Eigenschaftskurve 110 aufgrund der nur um 5°C geänderten Kühlwassertemperatur ist in den Messreihen 110a, 110b, 110c zu erkennen. Dabei entspricht eine kältere Kühlwassertemperatur 110a einem mehr erodierten Target und eine wärmere Kühlwassertemperatur 110a einem weniger erodierten Target.It was recognized that the field strength of the magnetic field generated by the magnet of the magnet bar decreases with warmer cooling water and increases with cooling cooling water. The shift of the property curve 110 due to the only 5 ° C changed cooling water temperature is in the measurement series 110a . 110b . 110c to recognize. This corresponds to a colder cooling water temperature 110a a more eroded target and a warmer cooling water temperature 110a a less eroded target.

Somit wurde beispielsweise erkannt, dass sowohl die Temperatur des Kühlwassers als auch das Targetalter einen Einfluss auf die Abhängigkeit der Schichteigenschaft 102 von der Brennspannung 104 verursachen.Thus, it has been recognized, for example, that both the temperature of the cooling water and the target age have an influence on the dependence of the layer property 102 from the burning voltage 104 cause.

Ferner wurde erkannt, wie beispielsweise in 1C veranschaulicht ist, dass sich die prinzipielle Abhängigkeit der Schichteigenschaft 102 von der Brennspannung 104 durch das geänderte Magnetfeld (aufgrund der veränderten Kühlwassertemperatur und/oder des Targetalters) nicht ändert. Dazu wurden beispielsweise die Messreihen bei verschiedenen Kühlwassertemperaturen und die Messreihen mit zunehmendem Targetalter einander überlagert 120, indem die Brennspannungswerte der jeweiligen Messreihe um einen Wert (Offset) verschoben wurden. Anschaulich kann daraus erkannt werden, dass der Temperatureffekt (wie in 1B veranschaulicht) mittels eines Anpassens der Magnetanordnung ausgeglichen werden kann, und umgekehrt.It has also been recognized, such as in 1C illustrates that the principal dependence of the layer property 102 from the burning voltage 104 does not change due to the changed magnetic field (due to the changed cooling water temperature and / or the target age). For this purpose, for example, the series of measurements at different cooling water temperatures and the series of measurements with increasing target age were superposed on each other 120 by shifting the burn voltage values of the respective measurement series by one value (offset). It can be clearly seen from this that the temperature effect (as in 1B illustrated) can be compensated by means of an adaptation of the magnet arrangement, and vice versa.

Aufgrund dieser Erkenntnis kann, gemäß verschiedenen Ausführungsformen, ein Verfahren 200 zum Einrichten einer Magnetanordnung eines Magnetrons bereitgestellt werden, wie in 2 dargestellt, wobei das Verfahren aufweisen kann: in 210, Ermitteln einer räumlichen Temperaturverteilung, welche sich für die Magnetanordnung und/oder die Kathode beim Betreiben des Magnetrons einstellt, und, in 220, Anpassen mehrerer Magnete der Magnetanordnung unter Berücksichtigung der räumlichen Temperaturverteilung, so dass eine räumliche Magnetfeldverteilung, welche die räumliche Temperaturverteilung berücksichtigt, über einer Oberfläche der Kathode bereitgestellt wird.Due to this finding, according to various embodiments, a method 200 for establishing a magnet arrangement of a magnetron, as in 2 illustrated, wherein the method may include: in 210 Determining a spatial temperature distribution, which adjusts for the magnet arrangement and / or the cathode during the operation of the magnetron, and, in 220 Adjusting a plurality of magnets of the magnet assembly in consideration of the spatial temperature distribution so that a spatial magnetic field distribution taking into account the spatial temperature distribution is provided over a surface of the cathode.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Magnetanordnung, wie vorangehend beschrieben, in ein Magnetron integriert sein oder einen Teil eines Magnetrons bereitstellen, wobei das Magnetron in einer Vakuumkammer zum Beschichten eines Substrats genutzt werden kann. Es versteht sich, dass die Magnetanordnung auf verschiedene Weisen realisiert sein kann. 3A veranschaulicht beispielhaft eine Magnetanordnung 300, wobei die Magnetanordnung 300 einen Träger 304 und mehrere Magnete aufweist, wobei die mehreren Magnete entlang einer Längserstreckung 301 der Magnetanordnung 300 in Reihen 302a, 302b, 302c angeordnet sein können. In 3B und 3C ist jeweils beispielhaft ein Querschnitt oder eine Seitenansicht der Magnetanordnung 300 veranschaulicht, z. B. in 3B eine Magnetanordnung 300 für ein Magnetron mit planarem Target (für ein Planar-Magnetron) und in 3C für ein Magnetron mit rohrförmigen Target 308 (für ein Rohr-Magnetron). Gemäß verschiedenen Ausführungsformen werden die mehreren Magnete 302 der Magnetanordnung 300 auf oder an dem Träger 304 befestigt. Die in 3A dargestellte Magnetanordnung 300 zeigt beispielsweise die Magnete, welche den linear verlaufenden Bereich des Race-Tracks erzeugen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Magnetanordnung 300 zusätzliche Magnete (z. B. entlang einer gekrümmten Bahn) aufweisen, welche die gekrümmt verlaufenden Bereiche des Race-Tracks erzeugen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die beiden äußeren Reihen 302a, 302c mittels mehrerer zusätzlicher Magnete entlang einer gekrümmten Bahn miteinander verbunden sein oder werden. Dabei können die beiden äußeren Reihen 302a, 302c die gleiche Polung aufweisen und die innere Reihe 302b eine entgegengesetzte Polung.According to various embodiments, as described above, the magnet assembly may be integrated into a magnetron or provide a portion of a magnetron, wherein the magnetron may be utilized in a vacuum chamber to coat a substrate. It is understood that the magnet arrangement can be realized in various ways. 3A exemplifies a magnet arrangement 300 , wherein the magnet arrangement 300 a carrier 304 and a plurality of magnets, wherein the plurality of magnets along a longitudinal extent 301 the magnet arrangement 300 in rows 302a . 302b . 302c can be arranged. In 3B and 3C is in each case by way of example a cross section or a side view of the magnet arrangement 300 illustrates, for. In 3B a magnet arrangement 300 for a magnetron with a planar target (for a planar magnetron) and in 3C for a magnetron with tubular target 308 (for a tube magnetron). According to various embodiments, the multiple magnets 302 the magnet arrangement 300 on or on the carrier 304 attached. In the 3A shown magnet arrangement 300 shows, for example, the magnets that generate the linear area of the race track. According to various embodiments, the magnet assembly 300 additional magnets (eg, along a curved path) that create the curved portions of the race track. According to various embodiments, the two outer rows 302a . 302c be interconnected by means of several additional magnets along a curved path or be. It can be the two outer rows 302a . 302c have the same polarity and the inner row 302b an opposite polarity.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die mehreren Magnete der Magnetanordnung 300 jeweils in einem vordefinierten Abstand auf dem Träger angeordnet sein, wobei dieser Abstand für jeden Magneten der mehreren Magnete der Magnetanordnung 300 angepasst werden kann, z. B. indem ein Abstandselement (z. B. ein unmagnetisches Plättchen mit einer vordefinierten Dicke) zwischen jeweils dem Magneten und dem Träger 304 angeordnet wird. Allgemein kann die geometrische Lage (Position, Abstand, und/oder Ausrichtung) der Magnete relativ zu dem Träger 304 vordefiniert sein. Ferner kann der Träger 304 eine vordefinierte Form aufweisen, welche zumindest teilweise die relative Lage zueinander und/oder die Ausrichtung der mehreren Magnete der Magnetanordnung 300 vorgibt. Das (z. B. lösbare) Befestigen der Magnete an dem Träger 304 kann auf verschiedenste Weisen erfolgen, beispielsweise kann der Träger 304 selbst magnetisch sein, z. B. Eisen aufweisen, so dass die Magnete aufgrund der magnetischen Kraft auf oder an dem Träger 304 haften.According to various embodiments, the plurality of magnets of the magnet assembly 300 each disposed at a predefined distance on the carrier, wherein this distance for each magnet of the plurality of magnets of the magnet assembly 300 can be adjusted, for. By placing a spacer (eg, a non-magnetic plate of a predefined thickness) between each of the magnet and the carrier 304 is arranged. Generally, the geometric position (position, distance, and / or orientation) of the magnets relative to the carrier 304 be predefined. Furthermore, the carrier can 304 have a predefined shape, which at least partially the relative position to each other and / or the orientation of the plurality of magnets of the magnet assembly 300 pretends. The (eg detachable) fixing of the magnets to the carrier 304 can be done in a variety of ways, for example, the carrier 304 even be magnetic, z. As iron, so that the magnets due to the magnetic force on or on the carrier 304 be liable.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Magnetanordnung 300 ferner relativ zu einem Target 320 (einer Kathode) angeordnet sein, z. B. mit einer vordefinierten Lage (Position, Abstand, und/oder Ausrichtung), wie beispielsweise in den 3D und 3E veranschaulicht ist.According to various embodiments, the magnet assembly 300 further relative to a target 320 (a cathode) may be arranged, for. B. with a predefined position (position, distance, and / or orientation), such as in the 3D and 3E is illustrated.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Magnete der erste Reihe 302a und die Magnete der dritten Reihe 302c jeweils derart auf dem Träger 304 angeordnet sein oder werden, dass deren Nord-Pol (oder Süd-Pol) von dem Träger 304 weg gerichtet ist, wobei die Magnete der zweiten Reihe 302b von Magneten dann derart auf dem Träger 304 angeordnet sind, dass deren Süd-Pol (bzw. Nord-Pol) von dem Träger 304 weg gerichtet ist. Anschaulich können die mehreren Magnete der Magnetanordnung 300 in Reihen 302a, 302b, 302c mit einer Nord-Süd-Nord oder Süd-Nord-Süd Ausrichtung angeordnet sein.According to various embodiments, the magnets of the first row 302a and the magnets of the third row 302c in each case on the carrier 304 be arranged or that the north pole (or south pole) of the carrier 304 directed away, with the magnets of the second row 302b of magnets then on the support 304 are arranged that their south pole (or north pole) of the carrier 304 is directed away. Illustratively, the plurality of magnets of the magnet arrangement 300 in rows 302a . 302b . 302c be arranged with a north-south-north or south-north-south orientation.

3D veranschaulicht beispielsweise die Lage der Magnetanordnung 300 relativ zu einem planaren Target einer Magnetronanordnung in einer schematischen Querschnittsansicht oder Seitenansicht. Dabei kann das Target eine zu zerstäubende Oberfläche 320a aufweisen, wobei die Magnetanordnung 300 auf der Rückseite 320b des Targets 320 (gegenüber der zu zerstäubenden Oberfläche 320a) angeordnet sein kann. Ferner kann die Magnetanordnung 300 in einem vordefinierten Abstand oder in direktem Kontakt mit dem Target 320 angeordnet sein. Ferner kann die Magnetanordnung 300 parallel zur zu zerstäubenden Oberfläche 320a des Targets 320 oder in einem Winkel 311 zur zu zerstäubenden Oberfläche 320a des Targets 320 angeordnet sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen ist dabei die Anordnung der mehreren Magnete der Magnetanordnung 300 relativ zu dem Target 320 (bzw. der zu zerstäubenden Oberfläche 320a des Targets 320) relevant, wobei die mehreren Magnete, wie vorangehend beschrieben, in einer geeigneten Weise auf dem Träger 304 befestigt (angeordnet) sein können. 3D illustrates, for example, the location of the magnet assembly 300 relative to a planar target of a magnetron assembly in a schematic cross-sectional view or side view. The target can be a surface to be atomized 320a have, wherein the magnet arrangement 300 on the back side 320b of the target 320 (opposite to the surface to be atomized 320a ) can be arranged. Furthermore, the magnet arrangement 300 at a predefined distance or in direct contact with the target 320 be arranged. Furthermore, the magnet arrangement 300 parallel to the surface to be atomized 320a of the target 320 or at an angle 311 to the surface to be atomized 320a of the target 320 be arranged. According to various embodiments, the arrangement of the plurality of magnets of the magnet arrangement 300 relative to the target 320 (or the surface to be atomized 320a of the target 320 ), wherein the plurality of magnets, as described above, in a suitable manner on the carrier 304 can be attached (arranged).

Wie in 3E in einer schematischen Querschnittsansicht veranschaulicht ist, kann die Magnetanordnung 300 in analoger Weise auch innerhalb 320i eines rohrförmigen Targets 320 angeordnet sein, wobei die Außenfläche 320a des rohrförmigen Targets 320 die zu zerstäubende Oberfläche 320a des Targets 320 sein kann.As in 3E is illustrated in a schematic cross-sectional view, the magnet assembly 300 in an analogous way also within 320i a tubular target 320 be arranged, the outer surface 320a of the tubular target 320 the surface to be atomized 320a of the target 320 can be.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Winkel 311 zwischen der Magnetanordnung 300 bzw. den mehreren Magneten der Magnetanordnung 300 und der zu zerstäubenden Oberfläche 320a des Targets 320 unter Berücksichtigung des Temperaturgradienten beim Betrieb des Magnetrons gewählt (definiert) sein oder werden.According to various embodiments, the angle 311 between the magnet assembly 300 or the plurality of magnets of the magnet arrangement 300 and the surface to be atomized 320a of the target 320 be selected (defined) in consideration of the temperature gradient during operation of the magnetron.

Wie in 4 beispielhaft veranschaulicht ist, können mehrere Magnete 302 der Magnetanordnung 300 entlang einer Richtung 301 angeordnet sein, z. B. nebeneinander oder in einer Reihe auf dem Träger 304. Dabei können die Magnete 302 direkt aneinander angrenzen oder alternativ in einem Abstand voneinander angeordnet sein, so dass sich ein Spalt zwischen jeweils benachbarten Magneten 302 erstreckt.As in 4 exemplified, several magnets 302 the magnet arrangement 300 along one direction 301 be arranged, for. B. side by side or in a row on the carrier 304 , Thereby the magnets can 302 directly adjacent to each other or alternatively be arranged at a distance from each other, so that there is a gap between each adjacent magnet 302 extends.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann sich beim Betreiben eines Magnetrons mit der Magnetanordnung 300 ein Temperaturprofil 400t (eine räumliche Temperaturverteilung 400t) entlang der Richtung 301 einstellen, welches, im einfachsten Falle, linear in Richtung 301 ansteigt. Beispielsweise kann ein erster Magnet 402a der mehreren Magnete 302 beim Betreiben des Magnetrons eine erste Temperatur T_a aufweisen und ein zweiter Magnet 402b der mehreren Magnete 302 kann beim Betreiben des Magnetrons eine zweite Temperatur T_b aufweisen, wobei T_a und T_b eine Temperaturdifferenz oder (basierend auf der räumlichen Anordnung der Magnete 402a, 402b) einen Temperaturgradienten definieren können.According to various embodiments, when operating a magnetron with the magnet assembly 300 a temperature profile 400t (a spatial temperature distribution 400t ) along the direction 301 which, in the simplest case, is linear in direction 301 increases. For example, a first magnet 402a the multiple magnets 302 when operating the magnetron a first Have temperature T _a and a second magnet 402b the multiple magnets 302 can have a second temperature T _b when operating the magnetron, wherein T _a and T _{b is} a temperature difference or (based on the spatial arrangement of the magnets 402a . 402b ) can define a temperature gradient.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Magnete 302 der Magnetanordnung 300 derart angepasst werden, dass dieser Temperaturgradient, welcher beispielsweise aufgrund der Kühlwasserführung und/oder der in das Target oder in die Magnetanordnung 300 eingetragene Wärmeleistung entstehen kann, ausgeglichen werden kann.According to various embodiments, the magnets 302 the magnet arrangement 300 be adapted such that this temperature gradient, which for example due to the cooling water flow and / or in the target or in the magnet assembly 300 registered heat output can occur, can be compensated.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Magnetisierung 400m der Magnete 302 angepasst werden, z. B. stufenweise zwischen einer ersten Magnetisierung M_a für den ersten Magneten 402a und einer zweiten Magnetisierung M_b für den zweiten Magneten 402b.According to various embodiments, the magnetization 400m the magnets 302 be adapted, for. B. stepwise between a first magnetization M _a for the first magnet 402a and a second magnetization M _b for the second magnet 402b ,

In analoger Weise kann die Magnetisierung 400m der Magnete 302 an jedes beliebige Temperaturprofil angepasst (oder abhängig von der Breite der Magnete entlang der Richtung 301 stufenweise angenähert) werden.In an analogous way, the magnetization 400m the magnets 302 adapted to any temperature profile (or depending on the width of the magnets along the direction 301 gradually approximated).

Das Anpassen der Magnetisierung M der Magnete 302 kann beispielsweise dazu führen, dass lediglich die Stärke des erzeugten Magnetfeldes verändert wird und nicht die Geometrie des erzeugten Magnetfeldes, welche beispielsweise Auswirkungen auf die Form und/oder Lage des Race-Tracks haben kann.Adjusting the magnetization M of the magnets 302 For example, it may cause only the strength of the generated magnetic field to be changed and not the geometry of the generated magnetic field, which may, for example, affect the shape and / or position of the race track.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der zweite Magnet 402b, welcher im Betrieb eine höhere Temperatur T_b als der erste Magnet 402a (mit der Temperatur T_a) aufweist, derart eingerichtet sein, dass dieser beim Einrichten der Magnetanordnung 300 bei Raumtemperatur eine größere Magnetisierung M_b aufweist, als der erste Magnet 402a (mit der Magnetisierung M_a). Beim Betreiben des Magnetrons mit der Magnetanordnung 300 kann demzufolge die höhere Magnetisierung T_b aufgrund der höheren Betriebstemperatur T_b ausgeglichen werden, so dass die räumliche Verteilung des mittels der Magnetanordnung 300 erzeugten Magnetfelds beim Betrieb des Magnetrons über der zu zerstäubenden Oberfläche 320a des Targets homogen ist oder möglichst wenig von einer vergebenen räumlichen Magnetfeldverteilung abweicht.According to various embodiments, the second magnet 402b , which in operation has a higher temperature T _b than the first magnet 402a (With the temperature T _a ), be set up so that this when setting up the magnet assembly 300 at room temperature has a greater magnetization M _b than the first magnet 402a (with the magnetization M _a ). When operating the magnetron with the magnet assembly 300 Consequently, the higher magnetization T _b due to the higher operating temperature T _{b can be} compensated, so that the spatial distribution of the means of the magnet assembly 300 generated magnetic field during operation of the magnetron over the surface to be atomized 320a of the target is homogeneous or deviates as little as possible from an assigned spatial magnetic field distribution.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die mehreren Magnete 302 der Magnetanordnung 300 den längserstreckten (z. B. linearen) Teil (oder die beispielsweise parallelen längserstreckten Bereiche) des Race-Tracks erzeugen.According to various embodiments, the plurality of magnets 302 the magnet arrangement 300 create the elongated (eg, linear) part (or, for example, the parallel, longitudinal parts) of the race track.

Wie bezüglich der vorangehenden 3A bis 3E und 4 beschrieben, kann die räumlichen Temperaturverteilung 400t ermittelt werden und beim Anpassen (z. B. beim Kalibrieren oder Herstellen) der Magnetanordnung 300 berücksichtigt werden. Dabei kann eine erste Temperatur T_a ermittelt werden, die sich beim Betreiben des Magnetrons in einem ersten Bereich der Magnetanordnung und/oder der Kathode einstellt (z. B. in dem Bereich, in dem der erste Magnet 402a beim Betreiben des Magnetrons angeordnet ist), und es kann eine zweite Temperatur T_b ermittelt werden, die sich beim Betreiben des Magnetrons in einem zweiten Bereich der Magnetanordnung und/oder der Kathode einstellt (z. B. in dem Bereich, in dem der zweite Magnet 402b beim Betreiben des Magnetrons angeordnet ist), wobei der erste Bereich einen Abstand zum zweiten Bereich aufweist und wobei die erste Temperatur T_a von der zweiten Temperatur T_b verschieden ist.As with the previous one 3A to 3E and 4 described, the spatial temperature distribution 400t be determined and when adjusting (eg, during calibration or manufacture) of the magnet assembly 300 be taken into account. In this case, it is possible to determine a first temperature T _a which, when the magnetron is operated, is established in a first region of the magnet arrangement and / or the cathode (for example, in the region in which the first magnet is located 402a is arranged during operation of the magnetron), and a second temperature T _b can be determined, which is established during operation of the magnetron in a second area of the magnet arrangement and / or the cathode (eg in the area in which the second one magnet 402b when operating the magnetron), wherein the first region is at a distance from the second region and wherein the first temperature T _a is different from the second temperature T _b .

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die zwei verschiedenen Temperaturen T_a, T_b eine Temperaturdifferenz definieren, wobei ferner aufgrund der Lage der Magnete 402a, 402b ein Temperaturgradient definiert sein kann.According to various embodiments, the two different temperatures T _a , T _{b may} define a temperature difference, further due to the location of the magnets 402a . 402b a temperature gradient can be defined.

Anschaulich kann eine räumliche Temperaturverteilung oder ein Temperaturgradient (z. B. entlang einer Linie oder einer Trajektorie) ermittelt werden, welche bzw. welcher sich beim Betreiben des Magnetrons in dem Target, in dem Kühlwasser und/oder in den Magneten 302 der Magnetanordnung 300 einstellt.Clearly, a spatial temperature distribution or a temperature gradient (for example along a line or a trajectory) can be determined, which or which is present when the magnetron is operated in the target, in the cooling water and / or in the magnet 302 the magnet arrangement 300 established.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die mehreren Magnete der Magnetanordnung 300 zum Ausgleichen des Temperaturgradienten oder der räumlichen Temperaturverteilung angepasst werden, beispielsweise derart, dass das mittels der Magnete 302 der Magnetanordnung 300 erzeugte Magnetfeld über der zu zerstäubenden Oberfläche der Kathode 320 einen entsprechenden zum Temperaturgradienten gleichgerichteten Magnetfeldgradienten aufweist. Dabei kann das Temperaturprofil kontinuierlich sein und die Magnetisierung der Magnete 302 kann sich stufenweise (diskret) ändern.According to various embodiments, the plurality of magnets of the magnet assembly 300 be adapted to compensate for the temperature gradient or the spatial temperature distribution, for example, such that the means of the magnets 302 the magnet arrangement 300 generated magnetic field over the surface of the cathode to be atomized 320 having a corresponding temperature gradient rectified magnetic field gradients. The temperature profile can be continuous and the magnetization of the magnets 302 can change gradually (discretely).

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Magnetanordnung 300 an das Temperaturprofil 400t angepasst werden, indem die Magnetisierung mindestens eines Magneten der mehreren Magnete 302 verändert wird. Ferner kann die Magnetanordnung 300 an das Temperaturprofil 400t angepasst werden, indem die Lage (Position und/oder Ausrichtung) mindestens eines Magneten der mehreren Magnete 302 relativ zu der Oberfläche 320a der Kathode 320 verändert wird. Dabei kann optional auch die Lage des Trägers 304 der mehreren Magnete 302 relativ zu der Oberfläche 320a der Kathode 320 verändert werden.According to various embodiments, the magnet assembly 300 to the temperature profile 400t be adapted by magnetizing at least one magnet of the plurality of magnets 302 is changed. Furthermore, the magnet arrangement 300 to the temperature profile 400t be adjusted by the position (position and / or orientation) of at least one magnet of the multiple magnets 302 relative to the surface 320a the cathode 320 is changed. Optionally, the position of the carrier 304 the multiple magnets 302 relative to the surface 320a the cathode 320 to be changed.

Das Anpassen der Magnetanordnung 300 unter Berücksichtigung des Temperaturprofils 400t kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass jeweils in einem Bereich der Magnetanordnung 300, in welchem sich beim Betrieb des Magnetrons eine kleinere oder größere Temperatur einstellt, ein Magnet mit einer kleineren bzw. größeren Magnetisierung angeordnet ist als in einem anderen Bereich der Magnetanordnung 300. Adjusting the magnet assembly 300 taking into account the temperature profile 400t can be done, for example, that in each case in a region of the magnet assembly 300 in which a smaller or greater temperature sets during operation of the magnetron, a magnet is arranged with a smaller or larger magnetization than in another area of the magnet arrangement 300 ,

Das Anpassen der Magnetanordnung 300 unter Berücksichtigung des Temperaturprofils 400t kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass jeweils in einem Bereich der Magnetanordnung, in welchem sich beim Betrieb des Magnetrons eine kleinere oder größere Temperatur einstellt, ein Magnet mit einem größeren bzw. kleineren Abstand zu der Oberfläche 320a der Kathode 320 bereitgestellt wird, als in einem anderen Bereich der Magnetanordnung.Adjusting the magnet assembly 300 taking into account the temperature profile 400t This can be done, for example, by a magnet with a greater or smaller distance from the surface in each case in a region of the magnet arrangement in which a smaller or greater temperature is established during operation of the magnetron 320a the cathode 320 is provided as in another area of the magnet assembly.

Wie in 3D und 3E veranschaulicht, kann das Anpassen der Magnetanordnung 300 dadurch erfolgen, dass die gesamte Magnetanordnung 300 (Träger 304 und die Magnete) relativ zu der Oberfläche 320a der Kathode 320 verkippt werden. Dabei kann der Kippwinkel von der Größe des Temperaturgradientens abhängen, wobei das Verkippen derart erfolgt, dass wärmere Bereiche der Magnetanordnung 300 näher an der Oberfläche 320a der Kathode 320 liegen.As in 3D and 3E illustrated, the adaptation of the magnet arrangement 300 be done by the entire magnet assembly 300 (Carrier 304 and the magnets) relative to the surface 320a the cathode 320 be tilted. In this case, the tilt angle may depend on the magnitude of the temperature gradient, wherein the tilting takes place in such a way that warmer areas of the magnet arrangement 300 closer to the surface 320a the cathode 320 lie.

Wie vorangehend beschrieben kann eine Magnetron-Anordnung einen Träger 304 aufweisen, wobei Magnete 302 (z. B. in Reihen 302a, 302b, 302c) auf dem Träger angeordnet sein können. Die Magnete 302 können derart eingerichtet und relativ zueinander entlang einer Richtung 301 angeordnet sein, dass ein Magnetfeld 306 über einer relativ zu dem Träger 304 angeordneten Kathodenoberfläche 320a einer Magnetronkathode 320 bereitgestellt werden kann. Zum Ausgleichen einer unterschiedlichen Erwärmung der Magnete 302 beim Betreiben des Magnetrons oder der Magnetronkathode 320 können die mehreren Magnete 302 jeweils voneinander verschiedene Magnetisierungen 400m aufweisen, so dass das mittels der mehreren Magnete 302 erzeugte Magnetfeld 306 entlang der Richtung 301 ansteigt oder abfällt.As described above, a magnetron device can be a carrier 304 have, where magnets 302 (eg in rows 302a . 302b . 302c ) can be arranged on the carrier. The magnets 302 can be set up and relative to each other along one direction 301 be arranged that a magnetic field 306 over one relative to the carrier 304 arranged cathode surface 320a a magnetron cathode 320 can be provided. To compensate for a different heating of the magnets 302 when operating the magnetron or the magnetron cathode 320 can use the multiple magnets 302 different magnetizations from each other 400m have, so that by means of the plurality of magnets 302 generated magnetic field 306 along the direction 301 rises or falls.

Dabei kann der Träger 304 eine räumliche Ausdehnung entlang einer Längsrichtung 301 in einem Bereich von ungefähr 1 m bis ungefähr 5 m aufweisen. Wie in 4 veranschaulicht, kann die jeweilige Magnetisierung 400m der mehreren Magnete 302 entlang der Längsrichtung 301 des Trägers 304 ansteigen, wobei dann die Magnetanordnung 300 derart relativ zu einer Kathode positioniert und/oder ausgerichtet werden sollte, dass sich die Magnete 402b mit einer höheren Magnetisierung Mb beim Betrieb des Magnetrons stärker erwärmen, als Magnete 402a mit einer niedrigeren Magnetisierung Ma.In this case, the carrier 304 a spatial extent along a longitudinal direction 301 in a range of about 1 m to about 5 m. As in 4 illustrates, the respective magnetization 400m the multiple magnets 302 along the longitudinal direction 301 of the carrier 304 rise, in which case the magnet arrangement 300 should be positioned and / or aligned relative to a cathode so that the magnets 402b with a higher magnetization Mb heat more during operation of the magnetron, than magnets 402a with a lower magnetization Ma.

Da die Magnetisierung der Magnete 302 temperaturabhängig ist, kann beim Anpassen der Magnete die Magnetisierung der Magnete bei Raumtemperatur berücksichtigt werden, wobei die Temperaturabhängigkeit der Magnetisierung der Magnete dadurch berücksichtigt wird, dass entsprechend die Stärke der Magnetisierung der Magnete bei Raumtemperatur angepasst wird.Because the magnetization of the magnets 302 Depending on the temperature, the magnetization of the magnets at room temperature can be taken into account when adjusting the magnets, wherein the temperature dependence of the magnetization of the magnets is taken into account by correspondingly adjusting the strength of the magnetization of the magnets at room temperature.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die jeweilige Magnetisierung 400m der mehreren Magnete 302 zwischen zwei Bereichen der Magnetanordnung 300 von einem Grundwert aus um mehr als ungefähr 0,01 pro Kelvin der ermittelten Temperaturdifferenz zwischen den zwei Bereichen ansteigen oder abfallen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die jeweilige Magnetisierung 400m der mehreren Magnete 302 zwischen zwei Bereichen der Magnetanordnung 300 von einem Grundwert aus um mehr als ungefähr 0,02 pro Kelvin der ermittelten Temperaturdifferenz zwischen den zwei Bereichen ansteigen oder abfallen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die jeweilige Magnetisierung 400m der mehreren Magnete 302 zwischen zwei Bereichen der Magnetanordnung 300 von einem Grundwert aus um mehr als ungefähr 0,03% pro Kelvin der ermittelten Temperaturdifferenz zwischen den zwei Bereichen ansteigen oder abfallen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die jeweilige Magnetisierung 400m der mehreren Magnete 302 zwischen zwei Bereichen der Magnetanordnung 300 von einem Grundwert aus um mehr als ungefähr 0,05% pro Kelvin der ermittelten Temperaturdifferenz zwischen den zwei Bereichen ansteigen oder abfallen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die jeweilige Magnetisierung 400m der mehreren Magnete 302 zwischen zwei Bereichen der Magnetanordnung 300 von einem Grundwert aus um mehr als ungefähr 0,1% pro Kelvin der ermittelten Temperaturdifferenz zwischen den zwei Bereichen ansteigen oder abfallen.According to various embodiments, the respective magnetization 400m the multiple magnets 302 between two areas of the magnet arrangement 300 increase or decrease from a baseline by more than about 0.01 per Kelvin of the detected temperature difference between the two regions. According to various embodiments, the respective magnetization 400m the multiple magnets 302 between two areas of the magnet arrangement 300 increase or decrease from a baseline by more than about 0.02 per Kelvin of the detected temperature difference between the two regions. According to various embodiments, the respective magnetization 400m the multiple magnets 302 between two areas of the magnet arrangement 300 increase or decrease from a baseline by more than about 0.03% per Kelvin of the detected temperature difference between the two regions. According to various embodiments, the respective magnetization 400m the multiple magnets 302 between two areas of the magnet arrangement 300 increase or decrease from a baseline by more than about 0.05% per Kelvin of the detected temperature difference between the two regions. According to various embodiments, the respective magnetization 400m the multiple magnets 302 between two areas of the magnet arrangement 300 increase or decrease from a baseline by more than about 0.1% per Kelvin of the detected temperature difference between the two regions.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Anstieg der Magnetisierung der Magnete 302 (bezogen auf die Raumtemperatur) für eine jeweilige Temperaturdifferenz im Wesentlichen den Temperaturkoeffizienten der Magnetisierung kompensieren.According to various embodiments, the increase in the magnetization of the magnets 302 (based on the room temperature) for a respective temperature difference substantially compensate for the temperature coefficient of the magnetization.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Grundwert der Magnetisierung der Magnete 302 (bezogen auf die Raumtemperatur) in einem Bereich von ungefähr 1 mT bis ungefähr 1 T liegen, z. B. in einem Bereich von ungefähr 50 mT bis ungefähr 500 mT.According to various embodiments, the basic value of the magnetization of the magnets 302 (based on the room temperature) in a range of about 1 mT to about 1 T, z. In a range of about 50 mT to about 500 mT.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann beim reaktiven Sputtern das Magnetron basierend auf dem ermittelten Temperaturprofil angepasst werden, da bei einem reaktiven Magnetron-Sputterprozess eine herkömmliche Kalibrierung der Magnetanordnung aufgrund der beispielsweise lokalen Leistungsregelung mittels der Gaszuführung (oder anderer lokaler Einflüsse) ungeeignet sein kann. According to various embodiments, in reactive sputtering, the magnetron may be adjusted based on the determined temperature profile, as in a reactive magnetron sputtering process conventional calibration of the magnet assembly may be unsuitable due to, for example, local power control by means of the gas supply (or other local influences).

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein homogenes Magnetfeld entlang der Längsrichtung 301 einer Magnetanordnung 300 beim Betrieb des Magnetrons dadurch bereitgestellt werden, dass die Magnetanordnung 300 des Magnetrons bei Raumtemperatur oder einer konstanten Umgebungstemperatur inhomogen (mit einem Gradienten) bereitgestellt wird, wobei sich der Begriff homogen darauf beziehen kann, dass die lokale räumliche Verteilung des Magnetfelds (z. B. in einer Ebene quer zur Längsrichtung 301) entlang der Längsrichtung 301 im Wesentlichen gleich bleibt.According to various embodiments, a homogeneous magnetic field along the longitudinal direction 301 a magnet arrangement 300 be provided during operation of the magnetron in that the magnet assembly 300 of the magnetron is provided inhomogeneously (with a gradient) at room temperature or a constant ambient temperature, the term being able to refer homogeneously to the fact that the local spatial distribution of the magnetic field (eg in a plane transverse to the longitudinal direction 301 ) along the longitudinal direction 301 remains essentially the same.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann es notwendig sein, einen reaktiven Sputterprozess mittels mindestens einer Regelung stabil zu halten, so dass aufgrund der Regelung Einflüsse überdeckt werden können, welche zum Anpassen der Magnetanordnung 300 genutzt werden könnten, z. B. kann die räumliche Verteilung der Schichteigenschaften aufgrund der Komplexität des reaktiven Sputterprozesses (z. B. aufgrund von Effekten wie dem CCE „Cross-Corner-Effect” oder dem CME „Cross-Magnetron-Effect”) keine Rückschlüsse zulassen, ob und wie die Magnetanordnung 300 eines Magnetrons angepasst werden soll.According to various embodiments, it may be necessary to keep a reactive sputtering process stable by means of at least one control, so that due to the control influences can be covered, which for adapting the magnet arrangement 300 could be used, for. For example, due to the complexity of the reactive sputtering process (eg due to effects such as the CCE "Cross Corner Effect" or the CME "Cross Magnetron Effect"), the spatial distribution of the layer properties can not allow conclusions as to whether and how the magnet arrangement 300 to be adapted to a magnetron.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können mehrere Magnete 302 (z. B. drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun, zehn, oder mehr als zehn Magnete oder mehr als 20 Magnete) mit jeweils unterschiedlicher Magnetisierung derart entlang einer Richtung 301 des Trägers 304 angeordnet sein, dass deren Magnetisierung jeweils monoton (oder auch streng monoton) entlang der Richtung größer wird (ansteigt). Ferner können die mehreren Magnete mit jeweils unterschiedlicher Magnetisierung jeweils in einer Reihe angeordnet sein und zwei der mehreren Magnete mit jeweils unterschiedlicher Magnetisierung können aneinander angrenzen oder benachbart zueinander sein.According to various embodiments, multiple magnets 302 (For example, three, four, five, six, seven, eight, nine, ten, or more than ten magnets or more than 20 magnets), each with different magnetization such along a direction 301 of the carrier 304 be arranged so that their magnetization in each case monotonically (or strictly monotone) along the direction becomes larger (increases). Further, the plurality of magnets each having different magnetization may be arranged in a row, respectively, and two of the plurality of magnets each having different magnetization may be adjacent to each other or adjacent to each other.

5 veranschaulicht eine Magnetanordnung 500 in einer schematischen Ansicht, wobei die Magnetanordnung 500 Folgendes aufweisen kann: einen Träger 304, mehrere auf dem Träger 304 angeordnete Magnete, wobei die mehreren Magnete derart auf dem Träger 304 angeordnet sein können, dass ein Magnetfeld über einer relativ zu dem Träger 304 angeordneten Kathodenoberfläche einer Kathode bereitgestellt werden kann. Dabei kann eine erste Menge 302b der mehreren Magnete entlang einer ersten Richtung 301 angeordnet sein. Ferner kann eine zweite Menge 302a der mehreren Magnete entlang einer zweiten Richtung 301a angeordnet sein, wobei die zweite Richtung 302a in einem Winkel 501a zu der ersten Richtung 301 verläuft. Die Magnetanordnung 500 kann eine Magnetron-Anordnung 500 oder Teil einer Magnetron-Anordnung 500 sein, z. B. kann die Magnetanordnung 500 an einem planaren Target oder in einem rohrförmigen Target angeordnet sein oder werden. 5 illustrates a magnet assembly 500 in a schematic view, wherein the magnet arrangement 500 The following may comprise: a carrier 304 , several on the carrier 304 arranged magnets, wherein the plurality of magnets on the support 304 can be arranged, that a magnetic field over a relative to the carrier 304 arranged cathode surface of a cathode can be provided. It can be a first set 302b of the plurality of magnets along a first direction 301 be arranged. Furthermore, a second quantity 302a of the plurality of magnets along a second direction 301 be arranged, the second direction 302a at an angle 501 to the first direction 301 runs. The magnet arrangement 500 can be a magnetron arrangement 500 or part of a magnetron arrangement 500 be, z. B. can the magnet assembly 500 be arranged on a planar target or in a tubular target.

Ferner kann eine dritte Menge 302c der mehreren Magnete entlang einer dritten Richtung 301c angeordnet sein, wobei die dritte Richtung 301c in einem Winkel 501c zu der ersten Richtung 301 verläuft. Ferner kann eine dritte Menge 302c der mehreren Magnete entlang einer dritten Richtung 301c angeordnet sein, wobei die dritte Richtung 301c in einem Winkel zu der zweiten Richtung 301a verläuft.Furthermore, a third quantity 302c of the plurality of magnets along a third direction 301c be arranged, the third direction 301c at an angle 501c to the first direction 301 runs. Furthermore, a third quantity 302c of the plurality of magnets along a third direction 301c be arranged, the third direction 301c at an angle to the second direction 301 runs.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der erste Winkel 501a zwischen der ersten Richtung 301 und der zweiten Richtung 301a in einem Bereich von ungefähr 0,05° bis ungefähr 10° liegen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der zweite Winkel 501c zwischen der ersten Richtung 301 und der dritten Richtung 301c in einem Bereich von ungefähr 0,05° bis ungefähr 10° liegen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Magnete derart auf dem Träger 304 angeordnet sein, dass der erste Winkel 501a gleich dem zweiten Winkel 501c ist.According to various embodiments, the first angle 501 between the first direction 301 and the second direction 301 in a range of about 0.05 ° to about 10 °. According to various embodiments, the second angle 501c between the first direction 301 and the third direction 301c in a range of about 0.05 ° to about 10 °. According to various embodiments, the magnets may be so on the carrier 304 be arranged that the first angle 501 equal to the second angle 501c is.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Magnete derart auf dem Träger 304 angeordnet sein, dass die drei Richtungen 301, 301a, 301c in einer Ebene liegen, z. B. bei einer Magnetanordnung 500 für ein Planarmagnetron. Ferner können die Magnete derart auf dem Träger 304 angeordnet sein, dass die drei Richtungen 301, 301a, 301c nicht in einer gemeinsamen Ebene liegen, z. B. bei einer Magnetanordnung 500 für ein Rohrmagnetron.According to various embodiments, the magnets may be so on the carrier 304 be arranged that the three directions 301 . 301 . 301c lying in a plane, z. B. in a magnet arrangement 500 for a planar magnetron. Furthermore, the magnets can be so on the support 304 be arranged that the three directions 301 . 301 . 301c not in a common plane, e.g. B. in a magnet arrangement 500 for a tubular magnetron.

Anschaulich können die Magnete bei einer Magnetanordnung 500 für ein Rohrmagnetron derart auf dem Träger 304 angeordnet sein, dass, in einer Schnittebene quer zur Richtung 301, ein erster Vektor von dem jeweiligen Magneten der ersten Menge 302b zu dem jeweiligen Magneten der zweiten Menge 302a und ein zweiter Vektor von dem jeweiligen Magneten der ersten Menge 302b zu dem jeweiligen Magneten der dritten Menge 302c einen Öffnungswinkel (z. B. kleiner als 180°) bilden. Dabei kann sich der Öffnungswinkel entlang der Richtung 301 verändern, z. B. größer oder kleiner werden.Illustratively, the magnets in a magnet arrangement 500 for a tubular magnetron on the support 304 be arranged that, in a sectional plane transverse to the direction 301 , a first vector of the respective magnet of the first set 302b to the respective magnet of the second set 302a and a second vector of the respective magnet of the first set 302b to the respective magnet of the third set 302c form an opening angle (eg smaller than 180 °). In this case, the opening angle along the direction 301 change, z. B. become larger or smaller.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann sich jeweils der Abstand, gemessen in einer Ebene senkrecht zur Richtung 301, zwischen den Magneten der ersten Menge 302b und der zweiten Menge 302a und/oder der ersten Menge 302b und der dritten Menge 302c entlang der Richtung 301 verändern (vgl. beispielsweise 3B, welche einen Schnitt einer Magnetron-Anordnung senkrecht zur Richtung 301 veranschaulicht, oder beispielsweise 3C, welche einen Schnitt einer Magnetron-Anordnung senkrecht zur Richtung 301 veranschaulicht).According to various embodiments, the distance may be measured in a plane perpendicular to the direction 301 , between the magnets of the first set 302b and the second lot 302a and / or the first quantity 302b and the third lot 302c along the direction 301 change (see, for example 3B showing a section of a magnetron arrangement perpendicular to the direction 301 illustrates or example 3C showing a section of a magnetron arrangement perpendicular to the direction 301 illustrated).

Anschaulich kann ein Magnetfeldgradient entlang der Richtung 301 erzeugt werden, indem die drei Reihen Magnete nicht parallel zueinander ausgerichtet sind, sondern in eine Richtung (quer zur Richtung 301) etwas geöffnet werden (z. B. können die äußeren Reihen über die Länge 301 hin weiter auseinander laufen). Damit kann das wirksame Feld an der Targetoberfläche schwächer werden, wobei beispielsweise die beiden Race-track-Linien nicht mehr exakt parallel zueinander verlaufen.Illustratively, a magnetic field gradient along the direction 301 are generated by the three rows of magnets are not aligned parallel to each other, but in one direction (transverse to the direction 301 ) can be opened slightly (eg, the outer rows can be over the length 301 continue to diverge). Thus, the effective field at the target surface can be weaker, for example, the two race-track lines are no longer exactly parallel to each other.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die Temperaturen (beispielsweise die erste Temperatur und die zweite Temperatur) T_a, T_b ermittelt werden, indem die Temperatur des Kühlwassers gemessen wird. T_a kann beispielsweise mittels Messens der Vorlauftemperatur ermittelt werden und T_b kann beispielsweise mittels Messens der Rücklauftemperatur ermittelt werden. Somit kann beispielsweise ein Temperaturgradient ermittelt werden, basierend auf den Messungen der Vorlauftemperatur und der Rücklauftemperatur.According to various embodiments, the temperatures (eg, the first temperature and the second temperature) T _a , T _{b may} be determined by measuring the temperature of the cooling water. T _a can be determined for example by measuring the flow temperature and T _b can be determined for example by means of measuring the return temperature. Thus, for example, a temperature gradient can be determined based on the measurements of the flow temperature and the return temperature.

Claims

A method of setting up a magnet assembly of a magnetron, the method comprising: Determining a spatial temperature distribution, which occurs for the magnet arrangement and / or the cathode during operation of the magnetron, • Adapting a plurality of magnets of the magnet arrangement in consideration of the spatial temperature distribution, so that a spatial magnetic field distribution, which takes into account the spatial temperature distribution, is provided over a surface of the cathode.

The method of claim 1, wherein determining the spatial temperature distribution comprises: Determining a first temperature which is established during operation of the magnetron in a first region of the magnet arrangement and / or the cathode, and Determining a second temperature which occurs during operation of the magnetron in a second region of the magnet arrangement and / or the cathode, wherein the first region is at a distance from the second region and wherein the first temperature is different from the second temperature.

The method of claim 1 or 2, wherein determining the spatial temperature distribution comprises determining a temperature gradient.

Method according to one of claims 1 to 3, wherein for balancing a temperature gradient of the spatial temperature distribution, the adaptation of the magnet arrangement is such that the magnetic field generated by the magnet arrangement has a corresponding temperature gradient to the temperature gradient over the surface of the cathode.

Method according to one of claims 1 to 4, wherein adjusting the plurality of magnets comprises: For at least one of the plurality of magnets, changing the magnetization thereof; and or For at least one of the plurality of magnets, changing its position and / or orientation relative to a surface of the cathode.

Method according to one of claims 1 to 5, wherein the adaptation is carried out in that in each case in a first region of the magnet arrangement, in which a larger temperature sets during operation of the magnetron, a magnet is arranged with a larger magnetization, as in a second region the magnet assembly in which sets a lower temperature during operation of the magnetron.

Method according to one of claims 1 to 6, wherein the adaptation is carried out in that in each case in a first region of the magnet arrangement, in which a larger temperature sets during operation of the magnetron, a magnet is provided with a smaller distance to the surface of the cathode, as in a second region of the magnet arrangement, in which sets a lower temperature during operation of the magnetron.

A method according to any one of claims 1 to 7, wherein the fitting is performed by tilting the entire magnet assembly relative to the surface of the cathode.